[發明專利]一種三相變壓器直流偏磁頻域計算方法有效
【權利要求書】:
1.一種三相變壓器直流偏磁頻域計算方法,其特征在于:該方法包括下列順序的步驟:
(1)根據基爾霍夫電壓定律,列寫描述電路外部端口特性的回路方程;
(2)根據三相變壓器的磁路結構及激勵方式,建立相應的磁路模型,并寫出其對應的磁路方程;
(3)將各個區域中產生的電磁場所有周期變量用復數級數表示;
(4)利用諧波平衡法得到諧波平衡電路方程和諧波平衡磁路方程;
(5)將諧波平衡電路方程和諧波平衡磁路方程的每個物理量分解,列寫成矩陣形式,并利用并行求解法,對矩陣進行行列的變換;
(6)將分解變換后的矩陣按照雅克比迭代法求解,進而求出磁路中磁通和電路中電流的數值;
所述步驟(3)中復數級數表示如下:
其中,I(t)為變壓器激磁電流,Φi(t)為第i個磁路中的磁通,R(t)為磁阻;I0為激磁電流的直流分量,Φi.0為磁通的直流分量,R0為磁阻的直流分量;In為激磁電流的第n次諧波分量,Φi.n為磁通的第n次諧波分量,Rn為磁阻的第n次諧波分量;ω為基波角頻率,n為諧波次數。
2.根據權利要求1所述的三相變壓器直流偏磁頻域計算方法,其特征在于:所述步驟(1)中的回路方程如下:
其中,Uink為端口電壓激勵,Rink為電源內阻,Rpk為次側繞組的電阻值;Ik為繞組勵磁電流;Lk為端口外電路等效電感值,ψk為端口繞組磁鏈,k為端口外電路編號。
3.根據權利要求1所述的三相變壓器直流偏磁頻域計算方法,其特征在于:所述步驟(2)中的磁路方程如下:
RΦ=NI????????????????????????(2)
其中,R為磁阻矩陣,Φ為磁通列向量,N表示交流繞組匝數和直流繞組匝數;I表示交流電流和直流電流的列向量。
4.根據權利要求1所述的三相變壓器直流偏磁頻域計算方法,其特征在于:所述步驟(4)中諧波平衡電路方程如下式所示:
CkΦ+ZkIk=Uink?????????????????????(6)
所述步驟(4)中諧波平衡磁路方程如下式所示:
RΦ+GkIk=0??????????????????????(7)
其中,Ck為電磁耦合矩陣,用于體現變壓器端口電路與磁路間的耦合關系;Φ為磁通列向量;Zk為阻抗矩陣;Ik為第k個繞組中的勵磁電流列向量;Uink為第k個繞組中的端口電壓列向量;R為磁阻矩陣;Φ為磁通列向量;Gk為與端口繞組匝數相關的矩陣。
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