[发明专利]一种重合闸工况下电力变压器绕组电流计算方法

说明书

一种重合闸工况下电力变压器绕组电流计算方法属于电力变压器技术领域，尤其涉及一种重合闸工况下电力变压器绕组电流计算方法。本发明提供一种重合闸工况下电力变压器绕组电流计算方法。本发明包括下述步骤：第一步，建立电力变压器铁等效电路模型；第二步，通过变压器设计中的铁心饱和磁通密度计算得到铁心饱和磁通，计算公式为φ_m＝B_mS(1)其中，φ_m为铁心饱和磁通，B_m为变压器设计中的铁心饱和磁通密度，S为变压器铁心横截面积。第三步，通过变压器铁心饱和磁通计算等效电感，计算公式为其中，L为变压器等效电感，I_N为变压器额定电流。

技术领域

本发明属于电力变压器技术领域，尤其涉及一种重合闸工况下电力变压器绕组电流计算方法。

背景技术

大型变压器作为特高压电网中的关键设备之一，肩负着整个电力系统电压和能量转换的重要作用。随着单台变压器容量的不断增大，大型变压器故障发生率逐年升高，已成为影响电力系统稳定运行的主要原因。随着近年来冰雪和大风、沙尘等灾害性气候出现的频率逐渐上升以及严重程度的加剧，电网线路跳闸情况愈发严重，电力变压器承受多次重合闸冲击的情况时有发生。

综合现有的理论研究及产品实际运营经验可知，变压器损坏故障并不都是系统一、两次冲击造成的，变压器铁心磁通的叠加效应是不可忽视的因素。变压器因遭受多次冲击而发生损坏的过程中，在空载投入电网或外部故障切除后电压恢复时，由于铁心的磁滞特性使变压器磁通进入饱和状态，会产生达到额定电流8-10倍的涌流，其大小与合闸角、暂态磁通等有关，因此重合闸工况下绕组电流计算需考虑暂态磁通、合闸角的影响。尽管目前国内外学者对大型变压器故障问题进行了大量的研究，促进了变压器设计理论与仿真技术的发展，但很少见到对大型变压器多次重合闸工况下的电磁特性研究。现阶段，对重合闸工况下变压器绕组故障电流的认识仍未完善，最关键的是缺少重合闸工况下变压器铁心暂态磁通的建模计算方法，因此，有必要引入适用于重合闸工况的变压器铁心暂态磁通模型，提出变压器绕组重合闸电流计算方法。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种重合闸工况下电力变压器绕组电流计算方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括下述步骤：

第一步，建立电力变压器铁等效电路模型；

第二步，通过变压器设计中的铁心饱和磁通密度计算得到铁心饱和磁通，计算公式为

φ_m＝B_mS (1)

其中，φ_m为铁心饱和磁通，B_m为变压器设计中的铁心饱和磁通密度，S为变压器铁心横截面积。

第三步，通过变压器铁心饱和磁通计算等效电感，计算公式为

其中，L为变压器等效电感，I_N为变压器额定电流。

第四步，通过变压器电压频率、合闸角和绕组等效电阻与等效电感计算得到重合闸工况下变压器铁心暂态磁通，计算公式为

其中，φ_n为重合闸变压器铁心暂态磁通，w为变压器电压频率，n为重合闸次数，t_i为第i次电流计算的时刻，α_i为第i次合闸角，R为绕组等效电阻，通常通过变压器损耗试验测量得出，L为绕组等效电感，φ_r为第一次断开的剩余磁通，j为合闸次数；

第五步，通过变压器电压频率和等效电感计算变压器等效感抗，计算公式为

X_L＝ωL (4)