[發明專利]一種基于統一轉換矩陣的變壓器三相模型建立方法

有效

• 申請號: 201810462120.1
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108565866B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 姚玉斌;朱景偉
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發明公開了一種基于統一轉換矩陣的變壓器三相模型建立方法，建立變壓器原副邊相同連接方式下不同組別的變壓器電氣量變換矩陣的聯系，由一個基本電氣量變換矩陣與一個統一的轉換矩陣運算直接寫出同一連接方式下不同組別變壓器的變換矩陣，然后推導出變壓器三相模型。本發明推導出了相同原副邊接線方式下不同組別標號的變壓器的電氣量變換矩陣是相互聯系的，可以通過轉換矩陣從一個基本副邊電壓變換矩陣得到相同原副邊接線方式下各連接組別的副邊電壓變換矩陣，減少了需要設置的電氣量變換矩陣的個數，且轉換公式非常簡潔，簡化了軟件編寫的工作量并減少了出錯的概率，提高了求取三相變壓器三相模型的準確性。

技術領域

本發明涉及一種變壓器三相模型的建立方法，特別是一種配電網三相潮流計算所使用的配電三相變壓器的三相模型建立方法。

背景技術

配電系統是由配電線路、配電變壓器、配電調壓器、配電開關、配電電容器和配電負荷等組成的直接向終端用戶分配電能的一個網絡系統。進行電力系統分析首先需要對系統中各個元件建立合適的模型。與高壓輸電網的三相對稱運行方式不同，配電網的負荷和網絡都可能不對稱，配電網進行潮流計算時，應考慮三相不對稱的特點，進行三相潮流計算。因此配電網三相潮流計算需要建立配電網絡各元件的三相模型。

單相潮流計算的三相變壓器模型采用變壓器單相模型，人們一般只關心變壓器變比和阻抗。但在配電網三相潮流計算中，變壓器模型要復雜得多，不僅要考慮變壓器變比，還要關心變壓器繞組的連接方式和連接組別以及中性點是否接地等問題。三相變壓器的原邊和副邊各有3個繞組，將三相繞組的首端和末端進行連接并引出三相首端，有兩種連接方式：一種是把三相變壓器三相繞組的一端接在一起，另一端引出，稱為三相變壓器星形連接；另一種是依次將一相繞組的首端和另一相繞組末端連接成三角形，稱為三相變壓器三角形連接。

三相變壓器的原副邊繞組都有可能接成星形或三角形，國標規定：三相變壓器繞組為星形連接時，標號為Y(原邊繞組)和y(副邊繞組)，中性點引出時，標號為YN或yn；繞組為三角形連接時，標號為D(原邊繞組)和d(副邊繞組)。

由于三相變壓器的原副邊繞組都有可能接成星形或三角形，三相變壓器的原副邊繞組的不同接法，可以得到多種組合，其中三角形接法可分為左行接線和右行接線，星形接法的中性點又有接地和不接地之分。將這些連接方式組合后，能得到16種組合方式。

三相變壓器原副邊繞組的極性可能相同也可能相反，所以每種組合有兩種極性關系。

三相變壓器原副邊繞組各相可能會一一對應，即原邊繞組的A、B、C分別對應于副邊繞組的a、b、c，對應的繞組在同一鐵芯柱上；三相變壓器原副邊繞組各相也可能不對應，即原邊繞組的A相對應于副邊繞組的b相或者c相，但副邊繞組的三相電壓間要滿足正相序的關系，因此每種極性對應3種相位關系。

因此三相變壓器的每種連接組合方式下有6種相位關系，則16種組合方式共有96種連接組。

三相變壓器連接組別標號的數字采用相位差的時鐘序數表示，新國標采用原副邊對應的相電壓相量的相位差判斷，以原邊的相電壓相量為參考指向時鐘0點，副邊對應的相電壓相量所指向的時鐘點數即為三相變壓器連接組別標號，三角形的虛擬中性點為三角形中心。三相變壓器兩側都采用相同連接方式，即Yy、Dd時，為0、2、4、6、8、10點的偶數點接線；三相變壓器一側采用星形接線另一側采用三角形接線，即Yd、Dy時，為1、3、5、7、9、11點的奇數點接線。變壓器繞組三角形接法采用左行接線或右行接線都能得到某一要求的組別標號的連接組，并且效果相同。一般情況下連接組不需要區分三角形接法的左行接線或右行接線，但要考慮星形接線的中性點是否接地的區別，這樣變壓器連接組減少至54種。

三相變壓器建模時，考慮三相變壓器正常運行時的電壓變化不大，因而勵磁回路的消耗功率變化不大，可以與負荷的功率合并，統一考慮。因此三相變壓器建模一般不包含勵磁回路。