[发明专利]互感器模型与柒参数变压器模型及其参数测算方法

说明书

本发明涉及一种互感器模型与柒参数变压器模型及其参数测算方法，属于电路、变压器、电力设备。理想互感器模型由两个同样变比的理想变压器和一个励磁电感组成，励磁电感并接在级联的两个理想变压器中间；普通互感器模型由理想互感器模型和两个漏磁电感组成，两个漏磁电感分别串接在理想互感器模型的两个端口上；柒参数变压器模型则由理想互感器模型、漏磁电感、铜耗电阻和铁耗电阻组成，漏磁电感和铜耗电阻串接在理想互感器模型的端口上，铁耗电阻与励磁电感并联。测算方法：用直流源测铜耗电阻，用交流源测本侧端口电压电流与另侧端口开路电压，计算铁耗电阻和励磁电感、视在变比及漏磁电感。互感器和变压器模型及参数测算方法有广泛的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种互感器模型与柒参数变压器模型及其参数测算方法，特别是采用了理想变压器构建的互感器模型和柒参数变压器模型以及基于柒参数变压器模型的变压器七个参数的测算方法，属于电路、变压器、电力设备。

背景技术

构建电路网络需要用到电路元件和组件，电路常用元件和组件理想电压表、理想电流表、电阻元件或电导元件、电抗或电纳、阻抗或导纳的图形符号如图1a、1b、1c、1d、1e所示，其中阻抗或导纳由电阻或电导元件与电抗或电纳构成。电路常用元件和组件理想独立电压源、理想独立电流源、实际电压源、实际电流源、实际电源的图形符号如图2a、2b、2c、2d、2e所示，其中实际电压源参数采用开路输出电压和电阻或阻抗描述，实际电流源参数采用短路输出电流和电导或导纳描述，实际电源的参数采用开路输出电压和短路输出电流描述，实际电源的开路输出电压和短路输出电流可以通过实际电压源或实际电流源参数的计算得到。

单相理想独立直流电压源和理想独立直流电流源与电阻或电导构成的实际直流电压源、实际直流电流源、实际直流电源模型和符号如图3所示。

单相理想独立正弦相量电压源和理想独立正弦相量电流源与阻抗或导纳构成的实际正弦相量电压源、实际正弦相量电流源、实际正弦相量电源模型和符号如图4所示。

两相理想独立正弦旋量电压源和理想独立正弦旋量电流源与阻抗或导纳构成的实际正弦旋量电压源、实际正弦旋量电流源、实际正弦旋量电源模型和符号如图5所示。

耦合电感包括理想变压器、理想互感器、普通互感器、普通变压器和电压互感器、电流互感器等多种器件。

耦合电感常用于电量测量和电力传输或电信号变换，在电子电路、电力线路、测量测试装备、电子产品等领域中有着非常广泛的应用。

与耦合电感密切相关的是电感，电压与电流参考方向分别呈电阻型关联与电源型关联时电感元件图形符号如图6a、6b所示，电感元件电压与电流的关系为：

其中：L称为电感系数，简称：电感。

常用的耦合电感是一种双端口电路网络或称双端口电路网络，双端口电路网络端口电压电流的参考方向通常采用对称模式和顺流模式两种参考方向模式。

参考方向对称模式与顺流模式两种不同模式时的普通互感器图形符号如图7a、7b所示，普通互感器有三个参数：自耦电感L_1S和L_2S，简称自感；互耦电感M，简称互感。普通互感器的平均自感或均自电感L_S与耦合系数k分别为：

普通互感器的内部磁场存在耦合，参考方向对称模式与顺流模式两种不同参考方向模式的普通互感器物理模型结构和内部磁场情况如图8a、8b所示。

如图9a所示，从普通互感器的物理模型可以得到电流、磁通、磁链与电压的关系：

其中：