[发明专利]大型电力变压器连续式绕组过电压的计算方法

说明书

本发明公开了一种大型电力变压器连续式绕组过电压的计算方法。该方法利用紧致有限差分法对大型电力变压器连续式绕组的数学模型进行空间离散，得到一阶常系数微分方程组，然后将精细积分法与时域微分求积法相结合求解一阶常系数微分方程组，从而得到大型电力变压器连续式绕组匝末过电压。本方法格式固定，计算效率和计算精度高，精细积分法与微分求积法的格式统一，避免了繁琐的公式推导，利于编程，计算效率较高。

技术领域

本发明属于大型电力变压器电气控制领域，具体是一种大型电力变压器连续式绕组过电压的计算方法。

背景技术

在特高压电网建设中，气体绝缘变电站(GIS)也称为气体绝缘组合电器，因其稳定运行、占地面积小、维护方便等优点在电力系统中得到广泛应用。但在长期运行实验中表明，GIS中的隔离开关在操作时，极易产生波前极陡、高频振荡的VFTO(特快速暂态过电压)。VFTO不仅危及GIS内部设备的绝缘，甚至会侵入所连的主变压器绕组内部，造成绕组绝缘击穿。目前，很多高压变压器击穿故障都与VFTO有关，因此研究变压器绕组在VFTO作用下的过电压分布显得尤为重要。

文献《高骏,高树国,刘海峰.变压器绕组的高频模型及其时域解法的研究[J].变压器,2009,46(12):37-40.》提出用时域有限差分法(简称FDTD)对大型电力变压器绕组过电压进行计算，但FDTD存在公式推导繁琐、计算效率较低和计算精度不高的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种大型电力变压器连续式绕组过电压的计算方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种大型电力变压器连续式绕组过电压的计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、建立大型电力变压器连续式绕组的数学模型；所述数学模型为多导体传输线方程；

步骤2、对多导体传输线方程进行空间离散，得到多导体传输线方程的标准状态方程；

步骤3、利用精细积分法和微分求积法对多导体传输线方程的标准状态方程进行计算，得到变压器连续式绕组过电压。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本方法利用紧致有限差分法对大型电力变压器连续式绕组的数学模型进行空间离散，得到一阶常系数微分方程组，然后将精细积分法与时域微分求积法相结合求解一阶常系数微分方程组，从而得到大型电力变压器连续式绕组匝末过电压。本方法格式固定，计算效率和计算精度高。

(2)精细积分法可以达到计算机精度，故计算精度较高。

(3)精细积分法与微分求积法的格式统一，避免了繁琐的公式推导，利于编程，计算效率较高。

(4)本方法实际所用离散点数为现有FDTD的三分之一。

(5)本方法可灵活改变时间步长，可避免非必要的数值振荡。

附图说明

图1为本发明大型电力变压器连续式绕组的多导体传输线模型图；

图2为本发明大型电力变压器连续式绕组的空间离散图；

图3为本发明实施例1中本方法与EMTP模型模拟的绕组匝末过电压的计算结果图；

图4为本发明实施例1中本方法与FDTD的绕组匝末过电压的计算结果图。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种大型电力变压器连续式绕组过电压的计算方法(简称方法)，其特征在于，该方法包括以下步骤：