[發明專利]中間變壓器超勵磁工況下CVT工頻仿真模型及仿真方法

在審

• 申請號: 202011521335.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112668168A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 周原;楊賢;陳子輝
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/00;H02J3/01;H02J3/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉翠香

本發明公開了一種中間變壓器超勵磁工況下CVT工頻仿真模型及仿真方法，模型包括電容分壓單元、補償電抗器、中間變壓器和鐵磁諧振抑制單元。本發明提供的中間變壓器超勵磁工況下CVT工頻仿真模型及仿真方法，根據電磁對偶原理構建具有物理意義的CVT中間變壓器模型，模型參數包括：一次側和二次側繞組電阻R’_s1和R_s2，漏抗L’_s，兩條勵磁支路的非線性勵磁電抗L’_m1和L_m2以及并聯電阻R’_m1和R_m2。該模型具備兩條勵磁支路，與整體CVT結構一一對應，可實現超勵磁工況下中間變壓器鐵芯飽和差異性的精準仿真。

技術領域

本發明屬于電力技術領域，尤其涉及一種中間變壓器超勵磁工況下CVT 工頻仿真模型及仿真方法。

背景技術

作為電力系統中重要的一次設備，CVT(Capacitance type voltagetransformer，電容式電壓互感器)具有復雜的結構和響應特性。工頻情況下， CVT依賴補償電抗器與電容分壓器串聯諧振提高精度和帶載能力，低壓側輸 出與高壓側輸入滿足線性關系。如圖1所示，為現有技術提供的CVT工頻仿 真模型。

然而，由于CVT中可表現出非線性的元件有補償電抗器、中間變壓器和 鐵磁諧振抑制單元。通常，補償電抗器在4倍額定電壓下可被當作線性電抗 處理；而由于鐵芯的磁通與電壓成正比，與頻率成反比，系統發生次同步振 蕩或鐵磁諧振時，均可能導致超勵磁工況發生，激勵中間變壓器鐵芯飽和， 此時，CVT原有諧振條件被打破，二次側輸出電壓無法跟隨一次側輸入電壓 變化。

因此，如何對超勵磁工況下中間變壓器鐵芯飽和特性進行精準表征，進 而提高整體CVT的非線性仿真精度，成為本領域技術人員所要研究的課題。

發明內容

本發明提供了一種中間變壓器超勵磁工況下CVT工頻仿真模型及仿真方 法，可以解決或者至少部分解決上述技術問題。

本發明采用以下技術方案：

第一方面，提供了一種中間變壓器超勵磁工況下CVT工頻仿真模型，包 括電容分壓單元、補償電抗器、中間變壓器和鐵磁諧振抑制單元，且分別按 照CVT物理結構進行連接。

第二方面，提供了一種如上所述的中間變壓器超勵磁工況下CVT工頻仿 真模型的仿真方法，包括：

所述中間變壓器根據電磁對偶原理推導而來。

可選地，所述中間變壓器根據電磁對偶原理推導而來，包括：

根據電磁對偶原理中元件的對偶關系，磁路中的磁動勢、磁阻、網孔和 節點分別與電路中的電流源、電感、節點和網孔一一對應，磁阻的串聯和并 聯拓撲分別與電感的并聯和串聯拓撲對應。

可選地，所述根據電磁對偶原理中元件的對偶關系，磁路中的磁動勢、 磁阻、網孔和節點分別與電路中的電流源、電感、節點和網孔一一對應，磁 阻的串聯和并聯拓撲分別與電感的并聯和串聯拓撲對應，包括：

根據磁阻的表達式磁通所流過的磁路均存在磁阻，l為磁路長 度，μ為磁導率，A為鐵心截面積；

根據磁路的歐姆定律得到電流源i和磁動勢F的關系為電感L和磁阻的關系為Ψ為磁鏈，為磁通，Λ 為磁阻的導數，即磁導，N為線圈匝數。

可選地，所述中間變壓器的模型參數反映磁路物理本質，具有物理意義。

可選地，所述中間變壓器的模型參數反映磁路物理本質，具有物理意義， 包括：