VFTO作用下變壓器嚴格無源電路模型建立方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真以及電磁兼容分析都需要建立元件、設備的電磁暫態(tài)計算模型。在這些元件、設備中，由于變壓器類設備(包括電力變壓器、電壓傳感器和電流傳感器等)在暫態(tài)電壓作用下呈現(xiàn)出非線性與頻變效應，它們的電磁暫態(tài)建模最為困難。電磁暫態(tài)計算程序所提供的變壓器模型只能用于工頻和中低頻(10kHz 以下)情況下的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)計算，而系統(tǒng)中出現(xiàn)的雷電過電壓和氣體絕緣變電站內開關操作引起的陡波前過電壓的計算頻率上限在幾MHz 甚至幾十MHz，這些模型

2、遠遠不能滿足計算要求。因此，有必要建立變壓器類設備的高頻模型。
　　 本文結合國家自然科學基金項目“變壓器類設備無源寬頻宏模型建立方法研究”（項目編號：50977031）和河北省自然科學基金項目“變壓器類設備高頻無源電路模型建立方法研究”（項目編號：E2008001243），基于黑盒子方法，提出了一種系統(tǒng)的變壓器類設備高頻無源電路模型的建立方法。該方法首先將測量得到的設備散射參數(shù)轉化為導納參數(shù)，為了保證電路模型仿真的穩(wěn)定性，應用

3、改進的矢量匹配法對導納參數(shù)進行數(shù)值逼近；其次，基于電路綜合的電路嚴格無源條件，應用序列二次規(guī)劃法對于導納參數(shù)有理函數(shù)中的留數(shù)進行了優(yōu)化，然后應用福斯特電路綜合方法對導納函數(shù)的有理函數(shù)進行了π型等效電路綜合；在此基礎上，再進一步應用模式搜索法對電路的元件進行無源性修正，實現(xiàn)了電路模型的嚴格無源性，即最終形成的電路模型僅由正值的R、L、C、G 等電路元件組成。應用該方法，建立了連續(xù)式變壓器繞組模型和10kV/0.2kV單相變壓器的高頻無源電