[发明专利]一种特高压变压器空载直流偏磁励磁电流实时计算方法

摘要

本发明属于电网电气设备安全稳定运行领域，特别涉及特高压变压器空载直流偏磁励磁电流实时计算方法，包括如下步骤：1：构建空载特高压变压器几何模型，并建立特高压变压器磁场计算模型；2：对磁场模型进行有限元计算，得到绕组流过不同电流时的自感值和绕组间的互感值，绘制特高压变压器电感‑电流曲线；3：建立特高压变压器空载直流偏磁电路模型；步骤4：求解步骤3中的偏磁电路模型，得到每个电流峰值对应的直流量大小，绘制励磁电流峰值‑直流曲线；5，选择欧拉法、改进欧拉法和四阶龙哥库塔法中最优的迭代算法以保证特高压变压器偏磁计算的效率、收敛性和稳定性；6，采用变步长策略，实现特高压变压器空载直流偏磁励磁电流的实时计算。

主权项

1.一种特高压变压器空载直流偏磁励磁电流实时计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：根据特高压变压器结构参数，构建空载特高压变压器几何模型，采用节点有限元法建立特高压变压器磁场计算模型；/n步骤2：根据能量扰动原理，通过能量增量法对特高压变压器磁场计算模型进行有限元计算，得到绕组流过不同电流时的自感值和绕组间的互感值，绘制特高压变压器电感-电流曲线；/n步骤3：根据特高压变压器空载偏磁运行特点及变压器电气连接，忽略直流电阻参数建立特高压变压器空载直流偏磁电路模型；/n步骤4：给定一系列励磁电流峰值，求解步骤3中的偏磁电路模型，其中的电感参数通过插值电感-电流曲线获得，得到每个电流峰值对应的直流量大小，绘制励磁电流峰值-直流曲线；/n步骤5，分别通过欧拉法、改进欧拉法和四阶龙哥库塔法作为迭代算法求解微分方程，选择其中最优的迭代算法以保证特高压变压器偏磁计算的效率、收敛性和稳定性；/n步骤6，采用变步长策略，实现在毫秒级的时间内完成特高压变压器空载直流偏磁励磁电流的实时计算；/n所述步骤1包括：根据单相四柱式特高压自耦变压器对称性，建立1/8特高压变压器三维几何模型，具体参数信息包括变压器铁芯截面尺寸、铁芯高度、上轭长度、铁芯窗口的宽度、绕组的高度和半径及相互间的位置、磁屏蔽材料的尺寸和位置、油箱的尺寸；对模型进行规则切割，在划分网格时最大程度上地形成六面体单元和减少单元节点维数；获取各部分结构件的材料属性；/n所述步骤2包括：根据高压绕组和中压绕组的匝数及截面积，给变压器高压绕组和中压绕组线圈施加一系列电流离散值，给绕组设置圆柱坐标系，电流均匀分布于绕组截面之上，高中压绕组电流方向相同，大小成1:2关系，在模型的外表面设置磁力线平行条件；电流离散的具体取法是，电流绝对值在0～1A的范围内按照指数函数e