[發明專利]一種計及頻變參數的變壓器繞組等值電路模型建立方法

在審

• 申請號: 201910901363.5
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110807243A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 盧旻
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/3308
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發明涉及變壓器技術領域，公開了一種計及頻變參數的變壓器繞組等值電路模型建立方法，包括如下步驟：建立ANSYS仿真模型，分別計算無故障狀態下同相高低壓繞組間互電容、臨相高壓繞組間電容、繞組對地電容及縱向電容電感；首先建立變壓器三維仿真模型；對其進行靜電分析，求取相應的電容值；繞組等值電路的ATP模型建立，模型構建時應與常見模型進行橫向比對；掃頻阻抗法仿真分析，建立并完善適于掃頻阻抗仿真的變壓器繞組等效模型。與現有技術相比，本發明借助所建立起的仿真電路模型，開展基于掃頻阻抗的繞組變形測試仿真，可獲取實驗室模型的典型參數，利用對比分析結果驗證仿真模型的正確性。

技術領域

本發明涉及變壓器技術領域，特別涉及一種計及頻變參數的變壓器繞組等值電路模型建立方法。

背景技術

變壓器是電力系統中重要的電氣設備之一，其安全運行對于保證電網安全意義重大。據有關統計資料介紹，變壓器繞組是變壓器事故損壞的主要部位。變壓器繞組抗短路能力差是造成變壓器運行損壞的主要原因。隨著電網容量的不斷增大，超高壓與特高壓電力系統的逐步建立，大容量、大區域互聯和西電東送等復雜系統的即將形成，對電力系統的安全運行和供電可靠性都提出了更高的要求。特別是隨著超高壓輸電系統全國聯網、緊湊型輸電線路的建成、帶有靜補或串補的交流柔性超高壓輸電系統的采用，輸電系統的短路電流將達到較高水平，如63kA。這就要求各變壓器產品都能承受較高短路電流所產生的較大電動力和機械力。隨著電網容量的日益增大，短路容量亦隨之增大，短路故障造成的變壓器損壞事故呈上升趨勢。

現有技術缺乏對變壓器繞組變形檢測的研究，導致掃頻阻抗法對變壓器繞組變形檢測的判據不清，依賴人員經驗的現狀，不能獲取正確的模型參數，不利于掃頻阻抗診斷技術的研究。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種計及頻變參數的變壓器繞組等值電路模型建立方法，可借助建立起來的仿真電路模型，開展基于掃頻抗組的繞組變形測試仿真，獲得不同形式變壓器模型以及不同變形形式的典型掃頻阻抗測試結果，為掃頻阻抗診斷技術的研究提供基礎，進行仿真研究時，可獲取實驗室模型的典型參數，開展仿真研究，利用對比分析結果驗證仿真模型的正確性，以解決上述背景技術中提出的問題。

技術方案：本發明提供了一種計及頻變參數的變壓器繞組等值電路模型建立方法，包括如下步驟：

S1：建立ANSYS仿真模型，計算無故障狀態下同相高低壓繞組間互電容、臨相高壓繞組間電容、繞組對地電容及縱向電容電感；

S2：建立變壓器三維仿真模型，A、B相建立高低壓繞組模型，C相建立高壓繞組模型；

S3：對S2中仿真模型進行靜電分析，求取相應的電容值；

S4：將仿真模型簡化為單相的二維軸對稱情況進行計算電容及電感的計算；

S5：以變壓器三維仿真模型為基礎，制造相應缺陷進行仿真，計算繞組狀況改變時電容、電感參數；

S6：建立繞組等值電路的ATP模型，模型構建時與常見模型進行橫向比對；

S7：根據S6所述仿真模型進行掃頻阻抗法的仿真分析，開展繞組變形分析，根據變壓器繞組變形因素和繞組變形形式，研究掃頻阻抗測試手段，建立并完善適于掃頻阻抗仿真的變壓器繞組等效模型。

進一步地，所述S4中電容計算步驟包括：

1)將模型簡化為單相的二維軸對稱；

2)將共有50餅的實體變壓器的高壓繞組沿軸向分為上、中、下三個部分，計算時詳細建出其中一個部分的五餅，通過ANSYS靜電分析中CMATRIX宏的調用得到餅間互電容；

3)通過串聯關系求出總電容，作為各個部分的平均電容。

進一步地，所述S4中電感計算為在三維模型中建出所求繞組。