VFTO作用下變壓器嚴(yán)格無(wú)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(shè)備的電磁暫態(tài)計(jì)算模型。在這些元件、設(shè)備中，由于變壓器類設(shè)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(yīng)，它們的電磁暫態(tài)建模最為困難。電磁暫態(tài)計(jì)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(jì)算，而系統(tǒng)中出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓和氣體絕緣變電站內(nèi)開(kāi)關(guān)操作引起的陡波前過(guò)電壓的計(jì)算頻率上限在幾MHz 甚至幾十MHz，這些模型

2、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足計(jì)算要求。因此，有必要建立變壓器類設(shè)備的高頻模型。
　　 本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“變壓器類設(shè)備無(wú)源寬頻宏模型建立方法研究”（項(xiàng)目編號(hào)：50977031）和河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“變壓器類設(shè)備高頻無(wú)源電路模型建立方法研究”（項(xiàng)目編號(hào)：E2008001243），基于黑盒子方法，提出了一種系統(tǒng)的變壓器類設(shè)備高頻無(wú)源電路模型的建立方法。該方法首先將測(cè)量得到的設(shè)備散射參數(shù)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)納參數(shù)，為了保證電路模型仿真的穩(wěn)定性，應(yīng)用

3、改進(jìn)的矢量匹配法對(duì)導(dǎo)納參數(shù)進(jìn)行數(shù)值逼近；其次，基于電路綜合的電路嚴(yán)格無(wú)源條件，應(yīng)用序列二次規(guī)劃法對(duì)于導(dǎo)納參數(shù)有理函數(shù)中的留數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，然后應(yīng)用福斯特電路綜合方法對(duì)導(dǎo)納函數(shù)的有理函數(shù)進(jìn)行了π型等效電路綜合；在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步應(yīng)用模式搜索法對(duì)電路的元件進(jìn)行無(wú)源性修正，實(shí)現(xiàn)了電路模型的嚴(yán)格無(wú)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(yīng)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(wú)源電