一种谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法技术

本发明专利技术公开了一种谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法，实施步骤包括：建立变压器的几何模型并设定材料属性，对几何模型进行网格剖分，分别建立损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型，计算损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型中的绕组等效电阻、侧绕组电抗、励磁电阻以及励磁电抗，运行Magnet软件仿真计算各次谐波作用下变压器的磁场分布及损耗值，在Magnet软件的Field栏查看并记录变压器的在某次谐波下的损耗仿真结果，利用叠加原理计算总谐波电流下的损耗。本发明专利技术能够计算出变压器在谐波电流下的总损耗，具有谐波电流下变压器绕组损耗的计算更准确、损耗计算精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法
本专利技术涉及配电网的变压器损耗检测技术，具体涉及一种谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法。
技术介绍
作为输配电的核心设备，变压器的运行状态直接影响到电力系统的安全与稳定，其损耗对于经济运行的影响更是不容忽视。据调查，全国电网中变压器损耗约占发电总量的3％，配电变压器损耗约占整个配电网损耗的60％～80％。近年来，工业变频设备和高频装置等非线性负荷得到广泛应用，这些非线性负荷产生大量谐波电流，谐波电流不仅导致变压器损耗增加，还会对变压器造成温度升高、绝缘性能下降、绝缘寿命缩短等不良影响。据日本中部电力公司提供的资料，5次谐波电流含有率为10％时，变压器损耗增加10％。目前谐波电流下变压器损耗计算方法多处于理论研究阶段，利用电磁仿真软件，对谐波电流下变压器的损耗值进行仿真计算的非常少，而且已有仿真计算研究中仅对变压器的铁芯损耗进行仿真计算，并未考虑绕组上的损耗仿真计算。对谐波电流下变压器绕组上的损耗进行仿真计算时，最为关键的步骤就是在MagNet等仿真软件平台中建立变压器一、二次侧绕组在谐波电流下的外电路激励模型，目前这方面的研究还相对较少。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法，其特征在于实施步骤包括：1)建立变压器的几何模型；2)设定几何模型中各部件的材料属性；3)对几何模型进行网格剖分；4)把谐波分量看作独立电压源和电流源加到变压器在第h次谐波电流作用下变压器的“T”型等效电路中，并利用戴维南等效原理分别建立损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型；5)计算损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型中的绕组等效电阻、侧绕组电抗、励磁电阻以及励磁电抗；6)基于所述损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型，运行Magnet软件仿真计算各次谐波作用下变压器的磁场分布及损耗值，在Magnet软件的Field栏查...

【技术特征摘要】
1.一种谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法，其特征在于实施步骤包括：1)建立变压器的几何模型；2)设定几何模型中各部件的材料属性；3)对几何模型进行网格剖分；4)把谐波分量看作独立电压源和电流源加到变压器在第h次谐波电流作用下变压器的“T”型等效电路中，并利用戴维南等效原理分别建立损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型；5)计算损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型中的绕组等效电阻、侧绕组电抗、励磁电阻以及励磁电抗；6)基于所述损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型，运行Magnet软件仿真计算各次谐波作用下变压器的磁场分布及损耗值，在Magnet软件的Field栏查看并记录变压器的在某次谐波下的损耗仿真结果；7)将变压器的在各次谐波下的损耗仿真结果利用叠加原理计算总谐波电流下的损耗。2.根据权利要求1所述的谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法，其特征在于，步骤4)中损耗仿真时变压器一次绕组所需的外激励电路模型为由一次侧绕组激励电路等效电源第h次谐波作用下的一次侧绕组等效电阻Rh(1)、第h次谐波作用下的一次侧等效电感Lh(1)、第h次谐波作用下的励磁电阻Rh(m)、第h次谐波作用下的等效励磁电感Lh(m)首尾相连形成的串联回路。3.根据权利要求2所述的谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法，其特征在于，步骤4)中损耗仿真时变压器二次绕组所需的外激励电路模型为由二次侧绕组激励电路等效电源第h次谐波作用下的二次侧绕组等效电阻Rh(2)、第h次谐波作用下的二次侧绕组的等效电感Lh(2)、二次侧绕组等效励磁阻抗Z首尾相连形成的串联回路。4.根据权利要求3所述的谐波电流下变压器损耗的仿真计算方法，其特征在于，步骤4)中损耗仿真时变压器一、二次绕组所需的外激励电路模型满足下式：

【专利技术属性】
技术研发人员：周卫华，万代，叶会生，齐飞，周恒逸，赵邈，段绪金，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11