10kV電力變壓器非線性寬頻建模方法研究.pdf

1、電力變壓器作為整個電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)一直是電網(wǎng)研究的重點和難點，國內(nèi)外學者對電力變壓器建模的研究也沒有終止過。目前建模研究中，很少有一種模型可以仿真電力變壓器在各種工況下的響應(yīng)情況，這是因為變壓器在寬頻下的響應(yīng)要同時考慮某些參數(shù)的頻變特性和非線性特性，這是建模的難點之一。電力變壓器非線性寬頻模型正是基于該問題提出的，既有重要的理論價值也有一定的實際意義。
　　本文研究了建立變壓器非線性寬頻模型的方法，并以實驗室一臺10kV實驗變壓器為

2、基礎(chǔ)，利用研究的方案搭建了其電路仿真模型。首先，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上對主流的建模方法做了匯總，并在此基礎(chǔ)上詳細分析了變壓器在寬頻下的電磁現(xiàn)象。
　　其次，從基本的電磁關(guān)系出發(fā)，推導出寬頻模型的建模思路。本文首次采用“掃頻法”和“散射參數(shù)測量法”相結(jié)合的測量方案，得到了線性模塊的寬頻導納參數(shù)，并利用改進的矢量匹配法擬合，進而用電路綜合的方法計算得到線性模塊電路元件參數(shù)。從電磁場的角度推理得到變壓器鐵心的頻變阻抗表達式，同樣采用改進

3、的矢量匹配法進行擬合，并對比現(xiàn)有的鐵心阻抗表達式擬合方法，證明了基于改進的矢量匹配法建立的鐵心模型可以有效提高擬合準確度，且有更快的收斂速度。在此基礎(chǔ)上電路實現(xiàn)后，將變壓器的非線性特性以非線性電感的形式加入到實現(xiàn)的頻變鐵心電路中，完成非線性模塊的建模。
　　最后，對實驗室一臺10kV電力變壓器建模，電路模型在 Simulink中仿真實現(xiàn)。通過50Hz工況下實驗和仿真對比、非線性飽和仿真驗證、雷電實驗及仿真對比，驗證了本文建立的非線