[發明專利]一種電抗器合閘暫態電流計算方法、裝置和電子設備

在審

• 申請號: 202210411344.6
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114611061A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 張曉美;張昭;張珊珊;孔祥宇;郭家元
• 申請（專利權）人: 西安西電變壓器有限責任公司;中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 姚璐華

本發明提供一種電抗器合閘暫態電流計算方法、裝置和電子設備，通過獲取目標電抗器的目標參數；基于所述目標參數構建所述目標電抗器的電壓平衡方程，并對所述電壓平衡方程進行求解，得到目標電抗器的磁通隨時間變化的函數關系；基于所述目標電抗器的硅鋼片的材料特性，得到目標電抗器的相對磁導率與磁密之間的關系曲線；對所述目標電抗器的磁路等效方程進行求解，得到所述目標電抗器漏磁密隨時間變化的函數關系；基于目標電抗器的相對磁導率與磁密之間的關系曲線對目標函數進行求解，得到不同時刻鐵芯磁密，再獲取與不同時刻鐵芯磁密對應的不同時刻的合閘暫態電流值，實現了電抗器的合閘暫態電流的精準計算。

技術領域

本發明涉及電力變壓器設計領域，具體涉及一種電抗器合閘暫態電流計算方法、裝置和電子設備。

背景技術

當電抗器在合閘投入電網時，由于電抗器鐵心磁通的飽和及鐵心材料的非線性特性，在合閘瞬間，會產生幅值相當大的合閘暫態電流，由此可能導致電抗器差動保護誤動作。對于電抗器產品本身，因電感線圈電流不能突變而要承受合閘涌流的沖擊，如果電抗器的過流保護定值選取過低，就可能發生電抗器合閘涌流超過其過流保護定值，對電抗器帶來一些問題，如合閘涌流所建立的磁場可能在線圈產生較大的力，同時涌流的產生使電抗器阻抗降低等問題，造成電抗器不能正常運作。此外，合閘暫態電流含有多個諧波成分及直流分量，這將會降低電力系統供電質量，同時涌流中的高次諧波對連接到電力系統中的敏感電力電子器件有極強的破壞作用。

目前關于變壓器合閘暫態電流計算方法的研究較多，對帶氣隙鐵心電抗器的合閘暫態電流計算主要采用估算方法，未有較精確的計算。與變壓器鐵心結構不同，帶氣隙鐵心電抗器的鐵芯柱是由鐵心餅和氣隙沿芯柱軸向交錯排列構成的，通過鐵芯柱的磁通路徑不僅是沿垂直鐵心餅截面方向的，還有一部分磁通將從鐵芯外表面流出，繞過氣隙，流向鐵心外表面，再進入鐵芯中去，磁路分布較復雜，與鐵芯柱飽和后磁路分布相差也較大，這對合閘暫態電流準確計算帶來很大困難。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種電抗器合閘暫態電流計算方法、裝置和電子設備，以實現電抗器合閘暫態電流的計算。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種電抗器合閘暫態電流計算方法，包括：

獲取目標電抗器的目標參數；

基于所述目標參數構建所述目標電抗器的電壓平衡方程，并對所述電壓平衡方程進行求解，得到目標電抗器的磁通隨時間變化的函數關系；

基于所述目標電抗器的硅鋼片的材料特性，得到目標電抗器的相對磁導率與磁密之間的關系曲線；

對所述目標電抗器的磁路等效方程進行求解，得到所述目標電抗器漏磁密隨時間變化的函數關系；

基于目標電抗器的相對磁導率與磁密之間的關系曲線對目標函數進行求解，得到不同時刻鐵芯磁密，所述目標函數為其中，所述B_c(t)為t時刻的鐵芯磁密，S_c為目標電抗器的鐵心有效截面積，所述∑δ為目標電抗器的鐵心氣隙總長度，l為目標電抗器窗高，所述μ_r(t)為t時刻，目標電抗器的相對磁導率，S₀為目標電抗器的漏磁有效截面積，所述φ(t)為t時刻目標電抗器的磁通量；

獲取與不同時刻鐵芯磁密對應的不同時刻的合閘暫態電流值。

可選的，上述方案中，所述目標參數包括：

目標電抗器的直流電阻、主磁通有效面積和漏磁通有效面積。

可選的，上述方案中，所述磁通隨時間變化的函數關系為：