[发明专利]适用于配电变压器低压侧脉冲信号注入的变压器建模方法

说明书

本发明涉及一种适用于配电变压器低压侧脉冲信号注入的变压器建模方法，属于电力变压器建模技术领域。本发明首先从三相变压器磁路的角度出发，考虑单相或者两相注入时各相之间的磁耦合关系，基于对偶原理建立变压器的三相整体模型；再考虑注入脉冲时变压器的高频特性，根据一定的原则分别建立高、低压绕组单元模型，由绕组单元模型组成高、低压绕组的全绕组模型，再由高、低压绕组的全绕组模型组成单相变压器，最终由单相变压器构成三相整体模型。本方法考虑了三相变压器相与相之间的磁耦合关系，而且考虑了注入脉冲时的高频特性以及模型建立的高效性，所得模型较常用模型更加精细和准确，适用于配电变压器低压侧单相或者两相注入脉冲信号的情况。

技术领域

本发明属于电力变压器建模技术领域，具体涉及一种适用于配电变压器低压侧脉冲信号注入的变压器建模方法。

背景技术

在配电变压器低压侧注入脉冲信号，利用配变的电磁传递功能，注入信号在配网线路中传播，可通过相应的特征信号实现配电线路故障定位。其中，首先要进行高低压侧脉冲信号的传递分析，建立低压侧注入脉冲信号、进而耦合到高压侧的配电变压器电磁暂态传输模型。

目前研究过程中对电力变压器进行建模的方法主要分为以下几种：（1）等值电路模型；（2）基于黑盒方法的端口模型；（3）其他模型（多导体传输线模型等）。存在的主要问题是：（1）目前三相变压器的高频模型在一些文献里面是直接考虑为由三个独立的单相变压器模型组成，没有体现相与相之间的磁耦合关系，可能不适用于单相、两相注入脉冲的情况；（2）体现了三相磁耦合关系的由对偶原理得出的变压器模型多应用于低频，常用一个集中的电容参数来表达电容耦合关系，可能对高频脉冲来说不太精确；（3）对于三相变压器来说，基于黑盒方法的端口模型需要测量多次，函数拟合也需要多次，过于复杂和繁琐。因此如何克服现有技术的不足是目前电力变压器建模技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种适用于配电变压器低压侧脉冲信号注入的变压器建模方法。本发明首先从三相变压器磁路的角度出发，考虑单相或者两相注入时各相之间的磁耦合关系，基于对偶原理建立变压器的三相整体模型；再考虑注入脉冲时变压器的高频特性，根据一定的原则分别建立高、低压绕组单元模型，由绕组单元模型组成高、低压绕组的全绕组模型，再由高、低压绕组的全绕组模型组成单相变压器，最终由单相变压器构成三相整体模型。本方法考虑了三相变压器相与相之间的磁耦合关系，而且考虑了注入脉冲时的高频特性以及模型建立的高效性，所得模型较常用模型更加精细和准确，适用于配电变压器低压侧单相或者两相注入脉冲信号的情况。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

适用于配电变压器低压侧脉冲信号注入的变压器建模方法，包括如下步骤：

步骤（1），以磁路为基础，考虑三相变压器相与相之间的磁耦合关系，通过对偶原理建立三相变压器的三相整体模型；其中，三相整体模型包括三个单相变压器模型；

步骤（2），建立单相变压器模型中高压绕组单元模型和低压绕组单元模型；

步骤（3），将高压绕组单元模型串联组成高压绕组的全绕组模型；将低压绕组单元模型串联组成低压绕组的全绕组模型；

步骤（4），采用高压绕组的全绕组模型、低压绕组的全绕组模型建立单相变压器模型；

步骤（5），将单相变压器模型按照步骤（1）中三相整体模型的连接方式连接构成三相变压器模型。

进一步，优选的是，步骤（1）中，三相整体模型包括三个单相变压器模型，相与相之间通过铁轭磁通路的等效电路和零序磁通通路等效的电路连接体现磁耦合关系；其中单相变压器模型又由高压全绕组模型和低压全绕组模型组成。