[發明專利]基于分布式電源及補償電感的變壓器深度飽和電感的測量方法

有效

• 申請號: 202010204039.0
• 申請日: 2020-03-21
• 公開（公告）號: CN111443244B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 司馬文霞;楊鳴;鄒濱陽;袁濤;孫魄韜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R23/16
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發明公開基于分布式電源及補償電感的變壓器深度飽和電感的測量方法，主要步驟為：1)利用電磁對偶原理建立待測變壓器的等效模型；2)選取分布式可調交直流電源；3)啟動電源，在變壓器兩端施加電壓；4)采集模塊采集變壓器一次側、二次側的模擬電壓信號和模擬電流信號，并將模擬電壓信號和模擬電流信號轉換為電壓離散信號和電流離散信號；5)數據傳輸與存儲系統對接收的電壓離散信號和電流離散信號進行計算，得到待測變壓器深度飽和下的勵磁電感。本發明可以準確測量變壓器深度飽和下的勵磁電感，進而精準模擬變壓器在各種工況下的暫態響應。

技術領域

本發明涉及變壓器參數測量領域，具體是基于分布式電源及補償電感的變壓器深度飽和電感的測量方法。

背景技術

研究電網電磁暫態特性是電網安全的重要保證，以變壓器為代表的繞組類設備是電網電磁暫態的核心組成部分，其電磁暫態模型的精度決定了電網電磁暫態的精度。同時變壓器電磁暫態模型對于變壓器設計生產領域發揮著重要作用，對事故溯源，在線監測等有著重要的意義及作用。研究表明基于電磁對偶原理的變壓器可逆π模型相較以往的T模型(不具有物理意義)等具有更高的精度，在變壓器勵磁涌流，鐵磁諧振等工況下具有優異的表現。該模型在過電壓過電流下的精度取決于其兩個勵磁電感的準確度，然而目前的測量方法大多針對變壓器的T型電路。而可逆π模型中深度飽和下勵磁電感測量方法也存在工作量大，測量精度不高，設備依賴度高，現場測量難度大的問題。

因此，為了提高變壓器電磁暫態模型的精度，同時考慮到測量難度及準確度的問題，有必要設計出一種精度高，測量簡便，設備依賴度低，工作量少，經濟性高的測量方法。

發明內容

本發明的目的是提供基于分布式電源及補償電感的變壓器深度飽和電感的測量方法，主要包括以下步驟：

1)利用電磁對偶原理建立待測變壓器的等效模型。

所述變壓器等效模型為變壓器可逆π模型。

所述變壓器等效模型至少具有2個勵磁支路。2個勵磁支路分別表征待測變壓器心柱、旁柱磁通情況。每個勵磁支路包括并聯的非線性電感和電阻。

2)選取分布式可調交直流電源。所述分布式可調交直流電源由可調交流電源和可調直流電源組成。

可調交流電源的電壓變壓器額定電壓。可調直流電源的電壓變壓器額定電壓。

3)令可調交流電源接入變壓器一次側繞組兩端。令可調直流電源一端依次串聯補償電感L₀和變壓器二次側繞組一端，可調直流電源另一端接入變壓器二次側繞組另一端。

所述補償電感為空心電感。所述補償電感用以補償變壓器漏感分壓和直流電源支路分流造成的誤差。

4)啟動電源，在變壓器兩端施加電壓。分別調整可調交流電源和可調直流電源輸出的交流電流和直流電流，使直流電流待測變壓器膝點電流，交流電流待測變壓器膝點電流。其中，直流電流用于激勵變壓器進入深度飽和狀態，交流分量用于使變壓器工作在深度飽和點。

5)采集模塊采集變壓器一次側、二次側的模擬電壓信號和模擬電流信號，并將模擬電壓信號和模擬電流信號轉換為電壓離散信號和電流離散信號。采集模塊的采樣頻率設為f。采樣裝置采樣頻率f遠大于交流電源額定頻率，如10kHz，且越大越好。

采集模塊將電壓離散信號和電流離散信號送至數據傳輸與存儲系統。

所述采集模塊包括但不限于示波器。所述示波器通過電壓探頭和電流探頭分別與變壓器一次側、二次側連接。

6)數據傳輸與存儲系統對接收的電壓離散信號和電流離散信號進行計算，得到待測變壓器深度飽和下的勵磁電感。

數據傳輸與存儲系統為上位機。

計算得到待測變壓器深度飽和下勵磁電感的主要步驟如下：