[發明專利]一種變壓器非對稱偏磁問題的定點頻域分析系統及方法

有效

• 申請號: 201910322359.3
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110174544B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 趙小軍;王瑞;崔偉春;苑東偉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R33/02;G01R23/16
• 代理公司: 深圳市道勤知酷知識產權代理事務所(普通合伙) 44439
• 代理人: 何兵;饒盛添

1.一種變壓器非對稱偏磁問題的定點頻域分析系統，其特征在于，所述系統包括：

關聯建立模塊，用于根據與非對稱偏磁問題相關的第一參數建立關聯表達式，采用定點分析技術對所述關聯表達式進行變換；

計算迭代模塊，用于根據所述關聯建立模塊已建立的關聯表達式，計算與非對稱偏磁問題相關的第二參數；

分析顯示模塊，用于接收所述計算迭代模塊計算的所述第二參數，根據所述第二參數分析所述變壓器的非對稱偏磁問題，得出分析結果，并將所述第二參數以及所述分析結果顯示出來；

其中，所述第一參數包括激勵電壓、直流偏磁、勵磁電流、磁通量、磁阻率；所述第二參數包括鐵芯磁通和勵磁電流；

所述關聯建立模塊根據與非對稱偏磁問題相關的第一參數建立關聯表達式，具體包括：

建立所述變壓器滿足的外部電路方程的頻域表達式以及所述變壓器的等效磁路方程：

E_fr,n±U_frdc,n＝R_rI_fr,n+jωL_rI_fr,n+jωΨ_r

RΦ＝NI

其中，E_fr,n為相應相的激勵電壓，U_frdc,n為直流偏磁，I_fr,n為勵磁電流，R_r為繞組等效電阻，L_r為繞組等效電感；磁鏈Ψ_r＝N_rΦ_r，N_r為相應相的繞組匝數，Φ_r為相應相的磁通；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，ω為基波角頻率，n為諧波次數；

所述關聯建立模塊包括變換子模塊，用于對根據所述第一參數建立的所述關聯表達式進行變換，具體包括：根據諧波平衡原理，將所述關聯表達式變換為頻域內所述變壓器的電路-磁路耦合矩陣方程：

其中，諧波平衡電路方程如下式所示：

諧波平衡磁路方程如下式所示：R_f,nΦ_f,n+G_f,nI_f,n＝0

式中，Φ_f,n、E_fr,n、I_fr,n分別表示磁通、相應相的激勵電壓和勵磁電流的諧波向量；C_fr,n為表現端口電路與磁路耦合關系的電磁耦合矩陣；Z_f,n為各相的阻抗矩陣；R_f,n為磁阻矩陣；G_f,n為與端口繞組匝數相關的矩陣；

所述關聯建立模塊采用定點分析技術對所述關聯表達式進行變換，具體包括：

將所述電路-磁路耦合矩陣方程的各個物理量分解，寫成矩陣形式，在頻域磁阻矩陣中引入定點技術進行行列變換，則所述電路-磁路耦合矩陣方程變換為如下的定點頻域諧波方程：

其中，F_f,n為頻域下的非線性磁勢矩陣，R_fFP,n為頻域下的定點磁阻矩陣；將所述定點頻域諧波方程進行初等行變換和列變換，得到如下矩陣：

矩陣中各項參數與變換前的定點頻域諧波方程中的各項參數相對應，其中，

為磁阻的諧波系數；

其中，所述計算迭代模塊根據所述關聯建立模塊已建立的關聯表達式計算與非對稱偏磁問題相關的第二參數，具體為：所述計算迭代模塊根據分解變換后的矩陣進行迭代計算。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述計算迭代模塊包括迭代子模塊，用于根據高斯賽德爾迭代法進行迭代計算，得出第二參數值。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述計算迭代模塊還包括判斷子模塊，用于判斷所述迭代子模塊計算的第二參數值是否滿足預設條件，若是，則停止迭代輸出計算結果，否則，繼續迭代計算直至滿足預設條件。