[发明专利]一种新型三柱式铁心结构的特高压并联电抗器建模方法

摘要

一种新型三柱式铁心结构的特高压并联电抗器建模方法，属于数字仿真建模方法技术领域。该建模方法定义物理量及其正方向；列出各个绕组的电压方程——分析磁路结构，根据安培环路定理等——将每相结构拆分分别等效为两个饱和三绕组变压器和一个电抗器，拆分前后模型的电磁特性相同，从而实现了通过常规变压器和电抗器模型的组合对原有复杂结构的等效模拟。本发明提出了一种简便的数字仿真建模方法，能正确描述原模型的工作原理，解决了现有数字仿真软件无法针对新结构的特高压并联电抗器进行仿真分析的技术难题，为该新结构的特高压并联电抗器故障暂态仿真提供了新的技术手段，对新结构的特高压并联电抗器的保护和控制系统的研制具有指导意义。

主权项

一种新型三柱式铁心结构的特高压并联电抗器建模方法，其特征在于，所述建模方法包括如下步骤：步骤1：定义物理量及其正方向，记各绕组支路电流为i，电压为u，感应电动势为e，漏电感为L，电阻为r，绕组匝数为N，磁场强度为H，磁通为Φ，磁路长度为l；电流i、电压u、感应电动势e、漏电感L、电阻r、绕组匝数N的下标编号1对应网侧绕组，编号2对应控制绕组，编号3对应补偿绕组；当带有双下标时，第一下标B表示左旁柱及左上下轭，C表示右旁柱及右上下轭，第二下标表示绕组编号；磁场强度Hk、磁通Φk、磁路长度lk（k＝1,2,3）的下标k表示磁路编号，第1磁路对应铁心中柱(A)部分的磁路，第2磁路对应左旁柱及左上下轭(B)部分的磁路，第3磁路对应右旁柱及右上下轭(C)部分的磁路；步骤2：列出各个绕组的电压方程： u 1 = r 1 i 1 + L 1 di 1 dt + N 1 dΦ 2 dt + N 1 dΦ 3 dt - - - ( 1 ) u 2 = r 2 i 2 + L 2 di 2 dt + N 2 dΦ 1 dt - - - ( 2 ) u 3 = r 3 i 3 + L 3 di 3 dt - N 3 dΦ 2 dt - N 3 dΦ 3 dt - - - ( 3 ) 步骤3：根据安培环路定理列写方程：H1l1+H3l3＝N1i1+N2i2‑N3i3            （4）H2l2+H3l3＝2N1i1‑2N3i3            (5)步骤4：根据磁路基尔霍夫第一定律有：Φ3＝‑Φ1                  （6）Φ2＝Φ1                     (7)步骤5：拆分第1磁路和第3磁路，令i2＝i′2+i″2                        （8）将把式（4）拆成两个部分，使其满足H1l1＝N2i′2            （9）H3l3＝N1i1+N2i″2‑N3i3          (10)步骤6：由式（5）、（10）得到H2l2＝N1i1‑N2i″2‑N3i3      (11)根据所述的方程式（1）～（3）及方程式（8）～（11），将所述新结构的特高压并联电抗器拆分成三个部分（T1～T3），其中，T1代表所述每相电抗器的铁心中柱(A)、T2代表左旁柱及左上下轭(B)、T3代表右旁柱及右上下轭(C)。