一种三相变压器直流偏磁频域计算方法技术

本发明专利技术涉及一种三相变压器直流偏磁频域计算方法，包括：列写描述电路外部端口特性的回路方程；建立相应的磁路模型，并写出其对应的磁路方程；将各个区域中产生的电磁场所有周期变量用复数级数表示；利用谐波平衡法得到谐波平衡电路方程和谐波平衡磁路方程；将谐波平衡电路方程和谐波平衡磁路方程的每个物理量分解，列写成矩阵形式，并利用并行求解法，对矩阵进行行列的变换；将分解变换后的矩阵按照雅克比迭代法求解，进而求出磁路中磁通和电路中电流的数值。本发明专利技术在列写方程中采用傅里叶级数引入欧拉公式的复数形式，相比于之前的三角级数形式，磁阻率矩阵呈现出规律性，减少了程序中磁阻率矩阵的重复形成，从而降低储存内存，增加计算速度。

【技术实现步骤摘要】
一种三相变压器直流偏磁频域计算方法
本专利技术涉及变压器直流偏磁电路磁路耦合模型计算
，尤其是一种三相变压器直流偏磁频域计算方法。
技术介绍
直流输电技术以其在提高电力系统运行的经济性、稳定性和灵活性等优势得到迅速发展，在我国更是得到了广泛应用。随着电压等级的升高，用电负荷的增加，变压器的直流偏磁现象日益突出。直流偏磁现象是一种会导致变压器电磁场中出现了直流磁势及相应的直流磁通的电磁效应，在直流偏磁的影响下，变压器的铁心工作在半饱和状态，导致变压器励磁电流激增、振动加剧、噪声增大等问题，严重的影响了变压器自身和电网的正常运行。为保证电力系统的安全稳定运行，解决变压器直流偏磁问题尤为紧迫。在求解变压器直流偏磁问题的时候，常采用时域有限元法，时间周期有限元法和传统频域有限元法。其中，时域有限元法通过对时间的离散进行迭代求解，在解决涡流问题时，需要经历半个周期才能达到稳定状态；时间周期有限元法的系数矩阵不对称，在计算过程中需要占用大量内存；对直流偏磁问题的研究要进行大量的谐波分析，需要对时域进行傅里叶变换后才能进行，这给时域计算结果的后处理带来不便。在变压器直流偏磁问题中，各个谐波同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相变压器直流偏磁频域计算方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：(1)根据基尔霍夫电压定律，列写描述电路外部端口特性的回路方程；(2)根据三相变压器的磁路结构及激励方式，建立相应的磁路模型，并写出其对应的磁路方程；(3)将各个区域中产生的电磁场所有周期变量用复数级数表示；(4)利用谐波平衡法得到谐波平衡电路方程和谐波平衡磁路方程；(5)将谐波平衡电路方程和谐波平衡磁路方程的每个物理量分解，列写成矩阵形式，并利用并行求解法，对矩阵进行行列的变换；(6)将分解变换后的矩阵按照雅克比迭代法求解，进而求出磁路中磁通和电路中电流的数值。

【技术特征摘要】
1.一种三相变压器直流偏磁频域计算方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：(1)根据基尔霍夫电压定律，列写描述电路外部端口特性的回路方程；(2)根据三相变压器的磁路结构及激励方式，建立相应的磁路模型，并写出其对应的磁路方程；(3)将各个区域中产生的电磁场所有周期变量用复数级数表示；(4)利用谐波平衡法得到谐波平衡电路方程和谐波平衡磁路方程；(5)将谐波平衡电路方程和谐波平衡磁路方程的每个物理量分解，列写成矩阵形式，并利用并行求解法，对矩阵进行行列的变换；(6)将分解变换后的矩阵按照雅克比迭代法求解，进而求出磁路中磁通和电路中电流的数值。2.根据权利要求1所述的三相变压器直流偏磁频域计算方法，其特征在于：所述步骤(1)中的回路方程如下：其中，Uink为端口电压激励，Rink为电源内阻，Rpk为次侧绕组的电阻值；Ik为绕组励磁电流；Lk为端口外电路等效电感值，ψk为端口绕组磁链，k为端口外电路编号。3.根据权利要求1所述的三相变压器直流偏磁频域计算方法，其特征在于：所述步骤(2)中的磁路方程如下：RΦ＝NI(2)其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兴旺，丁国成，陈庆涛，杨海涛，田宇，尹睿涵，张晨晨，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11