[發明專利]一種飽和電抗器等值電路模型的參數獲取方法

有效

• 申請號: 201410509769.6
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN105528506B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 魏曉光;曹均正;紀鋒;陳鵬
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中電普瑞電力工程有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種飽和電抗器等值電路模型的參數獲取方法，所述模型包括串聯的非線性電感L_core、空心電感L_air和線圈直流電阻R_cu；所述非線性電感L_core的兩端并聯有非線性電阻R_e；所述方法用電橋直接對飽和電抗器線圈測量得到所述線圈直流電阻R_cu，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：用受控電流源等效法計算所述非線性電感L_core；

步驟2：用沖擊放電試驗計算所述非線性電阻R_e；

步驟3：用線性電感等效法計算所述空心電感L_air；

所述步驟1包括：

步驟1-1：依據所述飽和電抗器中磁性材料的磁化曲線，構建磁感應強度B和磁場強度H的單調增函數B＝B(H)；

步驟1-2：依據磁路方程和所述單調增函數，獲取伏秒數-勵磁電流曲線ψ-I_L；

所述磁路方程包括和ψ＝NBS；其中，所述MPL為有效磁路長度、l_g為氣隙長度、N為線圈匝數、μ₀為空氣的磁導率，S為鐵芯的截面積；

步驟1-3：用受控電流源U等效所述非線性電感L_core，依據所述伏秒數-勵磁電流曲線ψ-I_L對所述受控電流源進行微分運算，得到所述非線性電感

所述步驟2包括：

步驟2-1：用受控電流源U替代所述模型中的非線性電感L_core后對所述模型進行沖擊放電試驗；將電容器充電后，在0時刻對飽和電抗器放電，同時用電流傳感器和電壓傳感器分別記錄飽和電抗器兩端的電流波形和電壓波形；

步驟2-2：計算飽和電抗器在所述沖擊放電試驗中的損耗電流；

將所述步驟2-1中電壓波形的電壓值對時間進行積分運算，計算每個時間點對應的伏秒數，并以每個時間點對應的所述電流波形中的電流值為橫坐標，以伏秒數為縱坐標構建伏秒數-勵磁電流曲線ψ-I_L；

將所述步驟2-1的電流波形和所述步驟2-2中的所述伏秒數-勵磁電流曲線ψ-I_L進行耦合，計算每個伏秒數ψ上非線性電阻R_e的電流I_R，得到所述非線性電阻

步驟2-3：依據所述步驟2-2中的非線性電阻R_e，構建伏秒數-非線性電阻曲線ψ-R_e；用指數函數擬合所述伏秒數-非線性電阻曲線ψ-R_e，得到非線性電阻R_e(Ψ)＝Ae^±kψ；

其中，所述A和k均為常數；

所述步驟3包括：

步驟3-1：將所述步驟2中根據飽和電抗器兩端的電壓波形在線性飽和區時的電壓值和電流值計算得到的電感值等效為所述空心電感L_air的值；所述線性飽和區的開始時間為t₁、電壓過零點時間為t₂、截止時間為t₃；

步驟3-2：計算電壓過零點前的電感值為計算電壓過零點后的電感值為所述和分別為所述步驟2中飽和電抗器兩端的電流波形在時間t₁、t₂和t₃處的電流值；

步驟3-3：計算所述空心電感

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述線圈直流電阻其中，所述ρ為飽和電抗器中線圈材料的電阻率、所述l為線圈的長度、所述s為線圈的截面積。