[发明专利]基于分布式电源及补偿电感的变压器深度饱和电感的测量方法

说明书

本发明公开基于分布式电源及补偿电感的变压器深度饱和电感的测量方法，主要步骤为：1)利用电磁对偶原理建立待测变压器的等效模型；2)选取分布式可调交直流电源；3)启动电源，在变压器两端施加电压；4)采集模块采集变压器一次侧、二次侧的模拟电压信号和模拟电流信号，并将模拟电压信号和模拟电流信号转换为电压离散信号和电流离散信号；5)数据传输与存储系统对接收的电压离散信号和电流离散信号进行计算，得到待测变压器深度饱和下的励磁电感。本发明可以准确测量变压器深度饱和下的励磁电感，进而精准模拟变压器在各种工况下的暂态响应。

技术领域

本发明涉及变压器参数测量领域，具体是基于分布式电源及补偿电感的变压器深度饱和电感的测量方法。

背景技术

研究电网电磁暂态特性是电网安全的重要保证，以变压器为代表的绕组类设备是电网电磁暂态的核心组成部分，其电磁暂态模型的精度决定了电网电磁暂态的精度。同时变压器电磁暂态模型对于变压器设计生产领域发挥着重要作用，对事故溯源，在线监测等有着重要的意义及作用。研究表明基于电磁对偶原理的变压器可逆π模型相较以往的T模型(不具有物理意义)等具有更高的精度，在变压器励磁涌流，铁磁谐振等工况下具有优异的表现。该模型在过电压过电流下的精度取决于其两个励磁电感的准确度，然而目前的测量方法大多针对变压器的T型电路。而可逆π模型中深度饱和下励磁电感测量方法也存在工作量大，测量精度不高，设备依赖度高，现场测量难度大的问题。

因此，为了提高变压器电磁暂态模型的精度，同时考虑到测量难度及准确度的问题，有必要设计出一种精度高，测量简便，设备依赖度低，工作量少，经济性高的测量方法。

发明内容

本发明的目的是提供基于分布式电源及补偿电感的变压器深度饱和电感的测量方法，主要包括以下步骤：

1)利用电磁对偶原理建立待测变压器的等效模型。

所述变压器等效模型为变压器可逆π模型。

所述变压器等效模型至少具有2个励磁支路。2个励磁支路分别表征待测变压器心柱、旁柱磁通情况。每个励磁支路包括并联的非线性电感和电阻。

2)选取分布式可调交直流电源。所述分布式可调交直流电源由可调交流电源和可调直流电源组成。

可调交流电源的电压变压器额定电压。可调直流电源的电压变压器额定电压。

3)令可调交流电源接入变压器一次侧绕组两端。令可调直流电源一端依次串联补偿电感L₀和变压器二次侧绕组一端，可调直流电源另一端接入变压器二次侧绕组另一端。

所述补偿电感为空心电感。所述补偿电感用以补偿变压器漏感分压和直流电源支路分流造成的误差。

4)启动电源，在变压器两端施加电压。分别调整可调交流电源和可调直流电源输出的交流电流和直流电流，使直流电流待测变压器膝点电流，交流电流待测变压器膝点电流。其中，直流电流用于激励变压器进入深度饱和状态，交流分量用于使变压器工作在深度饱和点。

5)采集模块采集变压器一次侧、二次侧的模拟电压信号和模拟电流信号，并将模拟电压信号和模拟电流信号转换为电压离散信号和电流离散信号。采集模块的采样频率设为f。采样装置采样频率f远大于交流电源额定频率，如10kHz，且越大越好。

采集模块将电压离散信号和电流离散信号送至数据传输与存储系统。

所述采集模块包括但不限于示波器。所述示波器通过电压探头和电流探头分别与变压器一次侧、二次侧连接。

6)数据传输与存储系统对接收的电压离散信号和电流离散信号进行计算，得到待测变压器深度饱和下的励磁电感。

数据传输与存储系统为上位机。

计算得到待测变压器深度饱和下励磁电感的主要步骤如下：