一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置，涉及变压器仿真领域，能够更为精确的模拟直流偏磁影响下磁化曲线的真实情况，从而以此磁化曲线为基础实现了直流偏磁下畸变励磁电流的准确仿真。包括：计算直流电流产生的直流偏置磁通密度△B

Simulation method and device for DC bias simulation of transformer

The embodiment of the invention provides a method and device for simulating a transformer DC bias transformer relates to simulation, simulation field, the real situation can be more accurate simulation of the magnetization curve of DC magnetic bias under the influence, so as to realize the accurate simulation of the magnetization curve distortion of excitation current under DC bias based. Including: DC bias magnetic flux density calculation of DC current generated by delta B

【技术实现步骤摘要】
一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置
本专利技术涉及变压器仿真领域，尤其涉及一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置。
技术介绍
现有技术中，一般通过使用直流偏磁仿真模拟方法对变压器铁心饱和特性进行模拟。通常情况下，可以基于经典方法的变压器模型进行直流偏磁仿真模拟，或基于统一电磁等效法的变压器模型进行直流偏磁仿真模拟。基于上述两种模型进行直流偏磁仿真模拟所获取的变压器铁心饱和特性存在一定差异。其中基于经典法变压器模型进行直流偏磁仿真模拟以获取的变压器铁心饱和特性时，是采用补偿电流源来模拟铁心饱和程度。但在上述过程中所采用的磁化曲线是无偏磁条件下的基本磁化曲线，不论是否受偏磁影响，均以磁化曲线固定不变为前提。同时根据此磁化曲线所预测的偏置磁通是为固定值。然而研究事实表明，直流偏磁条件下的磁化曲线与无偏磁条件下的磁化曲线在局部存在着较大差异；而且直流电流所产生的偏置磁通并不是固定不变的，而是会随着铁芯工作磁通密度大小而变化的动态值。以上两点表明，基于经典法变压器模型进行直流偏磁模拟会产生于实际值较大的误差，这其中包括磁化曲线误差、励磁电流波形、幅值误差以及谐波含量的误差，在对系统仿真中谐波保护的整定会造成很大的不利影响，从而降低所获取的变压器铁心饱和特性的精度。而基于统一电磁等效法变压器模型进行直流偏磁仿真模拟以获取的变压器铁心饱和特性时，是采用分段线性插值法来变压器磁化曲线特性，并直接在元件模型设置中输入实际变压器的测量磁化曲线参数即可。上述方案即使在直流偏磁情况下，只要能够获得直流偏磁条件下实际变压器磁化曲线的测量数据，就能在变压器模型中实现精确的直流偏磁仿真模拟。上述方案的不足之处在于，由于实际工程中流入变压器直流电流大小是无法确定的，不同的直流电流所产生的偏置磁通是不一样的，对变压器磁化曲线的影响也是不尽相同的。在进行仿真模拟时，不会仅仅只对某一特定的直流电流大小进行仿真，而是以特定范围内的一组直流电流数据为样本进行仿真分析。若采用同一电磁等效变压器模型来进行仿真，就需要实测各种不同直流电流影响下的变压器磁化曲线。这种做法需要大量的实际数据测量和计算，不论对于仿真模拟还是实际工程来说都是难以实现的。从而提高了获取变压器铁心饱和特性的成本。因此，现有技术中的直流偏磁仿真模拟方法无法保证在实时仿真、易于实现的前提下实现对变压器直流偏磁下的磁化曲线、励磁电流达到足够精度的仿真模拟，并获取变压器铁心饱和特性。
技术实现思路
本申请提供一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置，能够更为精确的模拟直流偏磁影响下磁化曲线的真实情况，从而以此磁化曲线为基础实现了直流偏磁下畸变励磁电流的准确仿真。第一方面，本专利技术的实施例提供了一种变压器直流偏磁仿真模拟方法，包括：获取直流电流产生的直流偏置磁通密度ΔB0，并计算Bm-ΔB0曲线，其中Bm为变压器的工作磁通密度；根据Bm-ΔB0曲线修正变压器模型中的无偏磁磁化曲线，并根据修正后的无偏磁磁化曲线以及变压器模型确定变压器中的励磁电流大小、波形以及谐波成分。第二方面，本专利技术的实施例提供了一种变压器直流偏磁仿真模拟装置，包括：获取模块，用于获取直流电流产生的直流偏置磁通密度ΔB0，并计算Bm-ΔB0曲线，其中Bm为变压器的工作磁通密度；第一处理模块，用于根据Bm-ΔB0曲线修正变压器模型中的无偏磁磁化曲线，并根据修正后的无偏磁磁化曲线以及变压器模型确定变压器中的励磁电流大小、波形以及谐波成分。本专利技术提供了一种变压器直流偏磁仿真模拟装置，在直流偏磁条件下进行变压器励磁电流计算时，考虑直流电流入侵变压器所产生的变化的直流磁通对变压器电磁特性的影响，计算直流电流在变压器不同磁通密度Bm下所产生的偏置磁通密度ΔB0，从而得到Bm-ΔB0曲线，其中直流偏置磁通密度ΔB0是随着变压器工作磁通密度Bm的增大而降低的，根据Bm-ΔB0曲线对原始无偏磁条件下的变压器磁化曲线进行实时修正以得到直流偏磁条件下的变压器磁化曲线，最后根据修正后的变压器磁化曲线以及变压器模型确定变压器中的励磁电流大小、波形以及谐波成分。本专利技术所提出的变压器直流偏磁仿真模拟方法，能够更为精确的模拟直流偏磁影响下磁化曲线的真实情况，从而以此磁化曲线为基础实现了直流偏磁下畸变励磁电流的准确仿真。相比统一电磁等效变压器模型所采用的线性插值法，在保持仿真精度不下降的情况下，操作方式更为简便，仿真前需要的准备工作大幅减少；相比传统法，仿真结果更为精确、真实，这对于后续研究由于直流偏磁影响而造成的谐波保护的不正确动作、降低保护误动，从而保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的实施例所提供的一种变压器直流偏磁仿真模拟方法的示意性流程图；图2为本专利技术的另一实施例所提供的一种变压器直流偏磁仿真模拟方法的示意性流程图；图3为本专利技术的实施例所提供的一种当Idc＝0.6A时的Bm-ΔB0曲线图；图4为本专利技术的实施例所提供的一种当Idc＝0.6A时直流偏磁影响下的变压器磁化曲线的示意图；图5为本专利技术的实施例所提供的一种在变压器工作点下直流电流为0.6A的直流偏磁磁化曲线的示意图；图6为本专利技术的实施例所提供的一种直流偏磁下励磁电流计算结果与测量结果比较的示意图；图7本专利技术的实施例所提供的一种变压器直流偏磁仿真模拟装置的示意性流程图；图8为本专利技术的另一实施例所提供的一种变压器直流偏磁仿真模拟装置的示意性流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。如附图1所示，本专利技术的实施例提供了一种变压器直流偏磁仿真模拟方法，包括：101、获取直流电流产生的直流偏置磁通密度ΔB0，并计算Bm-ΔB0曲线，其中Bm为变压器的工作磁通密度。102、根据Bm-ΔB0曲线修正变压器模型中的无偏磁磁化曲线，并根据修正后的无偏磁磁化曲线以及变压器模型确定变压器中的励磁电流大小、波形以及谐波成分。本专利技术提供了一种变压器直流偏磁仿真模拟方法，在直流偏磁条件下进行变压器励磁电流计算时，考虑直流电流入侵变压器所产生的变化的直流磁通对变压器电磁特性的影响，计算直流电流在变压器不同磁通密度Bm下所产生的偏置磁通密度ΔB0，从而得到Bm-ΔB0曲线，其中直流偏置磁通密度ΔB0是随着变压器工作磁通密度Bm的增大而降低的，根据Bm-ΔB0曲线对原始无偏磁条件下的变压器磁化曲线进行实时修正以得到直流偏磁条件下的变压器磁化曲线，最后根据修正后的变压器磁化曲线以及变压器模型确定变压器中的励磁电流大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器直流偏磁仿真模拟方法，其特征在于，包括：计算直流电流产生的直流偏置磁通密度△B

【技术特征摘要】
1.一种变压器直流偏磁仿真模拟方法，其特征在于，包括：计算直流电流产生的直流偏置磁通密度△B0，并计算Bm-△B0曲线，其中Bm为变压器的工作磁通密度；根据所述Bm-△B0曲线修正变压器模型中的无偏磁磁化曲线，并根据修正后的无偏磁磁化曲线以及变压器模型确定变压器中的励磁电流大小、波形以及谐波成分。2.根据权利要求1所述的变压器直流偏磁仿真模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：获取无偏磁磁化曲线H-B，并根据所述无偏磁磁化曲线H-B的拟合函数以及直流电流Idc计算直流偏置磁通密度△B0。3.根据权利要求1所述的变压器直流偏磁仿真模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述Bm-△B0曲线修正无偏磁磁化曲线以获取直流偏磁条件下的磁化曲线H-B'。4.根据权利要求1所述的变压器直流偏磁仿真模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述修正后的无偏磁磁化曲线以及变压器模型中的直流偏置后磁通φ获取直流偏磁下的励磁电流Is。5.根据权利要求2所述的变压器直流偏磁仿真模拟方法，其特征在于，所述根据所述无偏磁磁化曲线H-B的拟合函数以及直流电流Idc计算直流偏置磁通密度△B0，包括：根据其中，φ0为直流电流产生直流偏置磁通，l为铁芯中磁路的平均长度，a和b为拟合系数，S为铁芯等效截面积，N1为匝数，Idc为流入绕组的直流电流，φm为励磁磁通，K为漏抗比；根据和所述无偏磁磁化曲线Hq以及所述直流电流Idc使用单相双绕组变压器模型求取所述直流偏置磁通密度△B0。6.一种变...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书勇，邓焱，郭琦，袁艺，李鹏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44