一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型及建立方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于雙繞組電力變壓器技術領域，具體涉及一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型及建立方法。
【背景技術】
[0002]電力變壓器模型是現代電力暫態仿真計算中的重要環節之一，原因是其復雜的暫態特性。通常一個變壓器模型可以分成兩個部分，一部分是繞組模型，另一部分是鐵芯模型。繞組模型的參數是線性的，而鐵心卻是非線性的，而且它們都是和頻率相關的。目前已有的變壓器模型或是中低頻非線性模型或是高頻線性模型，完全適用于寬頻段的變壓器模型尚不存在。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、建模簡單且使用方便的雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型及建立方法。
[0004]本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0005]一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型，由高頻頻變模型子塊和低頻非線性模型子塊并聯組成，所述高頻頻變模型子塊為型等效電路或T型等效電路；所述低頻頻變模型子塊為傳統的Γ型電路。
[0006]一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型的建立方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1、將雙繞組電力變壓器看成二端口網絡，用網絡分析儀測量其散射參數；
[0008]步驟2、將上一步測量得到的散射參數變換成二端口阻抗參數或者導納參數，然后對阻抗參數或者導納參數進行擬合。
[0009]步驟3、通過電路綜合方法并根據擬合后的導納參數或阻抗參數建立得到其高頻模型子塊；
[0010]步驟4、利用傳統方法建立其低頻模型子塊；
[0011]步驟5、將上面兩步確定的高頻模型子塊和低頻模型子塊并聯，得到最終的雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型。
[0012]本發明的優點和積極效果是:
[0013]1、本發明建立的電力變壓器非線性寬頻模型由高頻頻變模型子塊和低頻非線性模型子塊并聯組成，其考慮了變壓器鐵心的非線性特性和繞組在高頻下的頻變效應，可以模擬從工頻一直到高頻的變壓器行為特性。
[0014]2、本發明使用一個模型就可以進行低頻和高頻的仿真，避免了更換模型的麻煩，同時使用EMTP等軟件容易實現仿真計算，其建模方法簡單，可廣泛用于建立低壓雙繞組電力變壓器模型。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的結構示意圖；
[0016]圖2是高頻模型子塊的電路原理圖；
[0017]圖3是低頻模型子塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述:
[0019]一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型，如圖1所示，由高頻頻變模型子塊和低頻非線性模型子塊并聯組成，圖中，別表示變壓器一次側的電壓、電流；u2、i2分別表示變壓器二次側的電壓、電流。
[0020]所述高頻頻變模型子塊為型等效電路或T型等效電路。如圖2所示，Z11-Z12,Z22-Z12, Z12分別表示T型電路各支路的頻變阻抗參數。該高頻頻變模型子塊采用黑盒法實現:首先通過測量得到變壓器的高頻散射參數，然后將散射參數轉化為阻抗參數或導納參數，最后應用電路綜合理論根據該阻抗參數或導納參數建立其型等效電路或T型等效電路。
[0021]所述低頻頻變模型子塊為傳統的Γ型電路。如圖3所示，Rk為短路電阻，Lk為短路電感，Rm為鐵耗等效電阻，Lm為非線性勵磁電感。該低頻頻變模型子塊為傳統的Γ型電路形式，鐵心的飽和特性由非線性電感元件來表達，這個非線性電感采用分段線性化的方法實現，且低頻模塊中各電路元件參數可以方便地利用變壓器銘牌上所給出的數據進行計算得到。
[0022]一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型的建立方法，包括以下步驟:
[0023]步驟1、將雙繞組電力變壓器看成二端口網絡，用網絡分析儀測量其散射參數(Scattering Parameter,即 S 參數)；
[0024]步驟2、運用數學方法將上一步測量得到的散射參數變換成二端口阻抗參數或者導納參數，然后對阻抗參數或者導納參數進行擬合。
[0025]步驟3、通過電路綜合方法，應用電路綜合理論并根據擬合后的導納參數建立得到其高頻模型子塊(等效電路)，如圖2所示。
[0026]步驟4、建立其低頻模型子塊(等效電路)，如圖3所示，其中各參數通過變壓器銘牌來確定。
[0027]步驟5、將上面兩步所確定的高頻子塊和低頻子塊并聯，得到最終的電路模型。
[0028]本發明具體應用時時，可以采用仿真軟件(如EMTP、Simulink等)搭建模型，進行相關仿真分析。
[0029]需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
【主權項】
1.一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型，其特征在于:由高頻頻變模型子塊和低頻非線性模型子塊并聯組成，所述高頻頻變模型子塊為JT型等效電路或T型等效電路；所述低頻頻變模型子塊為傳統的Γ型電路。2.—種如權利要求1所述的雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型的建立方法，包括以下步驟: 步驟1、將雙繞組電力變壓器看成二端口網絡，用網絡分析儀測量其散射參數； 步驟2、將上一步測量得到的散射參數變換成二端口阻抗參數或者導納參數，然后對阻抗參數或者導納參數進行擬合。 步驟3、通過電路綜合方法并根據擬合后的導納參數或阻抗參數建立得到其高頻模型子塊； 步驟4、利用傳統方法建立其低頻模型子塊； 步驟5、將上面兩步確定的高頻模型子塊和低頻模型子塊并聯，得到最終的雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型。3.根據權利要求2所述的一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型的建立方法，其特征在于:所述高頻頻變模型子塊為π型等效電路或T型等效電路；所述低頻頻變模型子塊為傳統的Γ型電路。
【專利摘要】本發明涉及一種雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型及建立方法，其技術特點是：該模型由高頻頻變模型子塊和低頻非線性模型子塊并聯組成，高頻頻變模型子塊為π型等效電路或T型等效電路；低頻頻變模型子塊為傳統的Γ型電路，該方法包括：用網絡分析儀測量變壓器的散射參數；將散射參數變換成阻抗參數或者導納參數并進行擬合；根據擬合后的導納參數或阻抗參數建立高頻模型子塊；利用傳統方法建立其低頻模型子塊；將高頻模型子塊和低頻模型子塊并聯，得到最終的雙繞組電力變壓器非線性寬頻模型。本發明充分考慮了變壓器鐵心的非線性特性和繞組在高頻下的頻變效應，可以模擬從工頻一直到高頻的變壓器行為特性，避免了更換模型的麻煩，其建模方法簡單。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN104933238
【申請號】CN201510311835
【發明人】楊磊, 郗曉光, 姚瑛, 王浩鳴
【申請人】國網天津市電力公司, 國家電網公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月9日