[发明专利]一种直流扰动下三相三柱式Y/Δ变压器绕组电流辨识方法

说明书

本发明是一种直流扰动下三相三柱式Y/Δ变压器绕组电流辨识方法，其特点是，包括步骤有：建立变压器内部磁场模型，利用能量平衡有限元法计算时域电感；将计算得的电感参数代入电路模型，通过时域电路微分方程以及电磁耦合迭代实现对变压器绕组电流的辨识。对不同直流扰动下变压器绕组空载电流进行仿真计算并总结规律。搭建模块化动模实验平台对仿真结果进行验证，为判断交直流混杂环境下变压器内部励磁饱和程度，保障变压器安全稳定运行提供依据，具有科学合理，真实有效，实用价值高等优点。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，是一种直流扰动下三相三柱式Y/Δ变压器绕组电流辨识方法，应用于直流扰动下电力变压器故障运行及安全评估。

背景技术

在现有技术中，直流扰动会对交流电网中的电力变压器设备产生影响，其运行可靠性直接关系到电力系统的安全稳定。(准)直流流入变压器会导致变压器半波饱和，使铁心产生偏磁效应，同时导致工作点偏移、励磁电流畸变、谐波增大、漏磁增大，造成变压器损耗增加、振动加剧，甚至出现局部烧毁、铁心松动、绕组变形等一系列不良后果。同时，空载运行时绕组电流与励磁电流基本相同，因此，对交直流混杂环境下变压器空载电流的辨识可以反映其内部励磁电流的变化情况，以表征变压器励磁饱和程度，对研究变压器故障运行及安全评估具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种科学合理，高效实用，计算准确的直流扰动下三相三柱式变压器绕组电流辨识方法，所述的方法可以根据实际参数，分别建立变压器磁场与电路模型，采用能量平衡有限元法求解磁场模型，利用高阶迭代计算时域电路。将求解得到的耦合参数分别代入磁场、电路模型循环迭代以实现对绕组电流的辨识。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种直流扰动下三相三柱式Y/Δ变压器绕组电流辨识方法，其特征是，它包括以下步骤：

1.建立磁场模型

假设某时刻的绕组电流已知，可以采用基于矢量磁位A的能量平衡有限元法(EBFEM)计算该时刻的时域电感矩阵。磁场模型如下：

(1)

式中，ν为磁阻率；J为电流密度矢量，表示绕组激励电流的分布情况。

磁场模型通过Galerkin余量公式求解：

(2)

式中，G_e为Galerkin余量；{M_m}为权函数序列，权函数与基函数相同，m为权函数序列通项编号，e_n为边界面单位法向分量，

对上式进行推导，得到：

(3)

其中：

(4)

将加权余量方程离散形成代数方程组，求解可得A，进而计算磁感应强度B，磁场强度H等。