[发明专利]一种用于四绕组消谐变压器的不对称短路计算方法

说明书

本发明公开了一种用于四绕组消谐变压器的不对称短路计算方法，包括建立四绕组消谐变压器的暂态等值电路的单线图并计算端口电流方程；化简四绕组消谐变压器的端口电流方程；得到用于四绕组消谐变压器短路计算的正、负序简化等值电路以及各个等效阻抗；计算四绕组消谐变压器的零序阻抗和零序等值电路；计算四绕组消谐变压器的短路电流。本发明提供的这种用于四绕组消谐变压器的不对称短路计算方法，针对四绕组消谐变压器的工作过程和电路原理，提出了四绕组消谐变压器的正序、负序和零序等值电路，并结合电网不同类型故障形成复合序网，可以计算含四绕组消谐变压器电网的不对称短路电流；同时，本发明方法计算方便快捷、而且精度较高。

技术领域

本发明具体涉及一种用于四绕组消谐变压器的不对称短路计算方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，绿色电能已经逐步受到了人们的关注。风电、水电、太阳能发电等大量的绿色电力进入了现有的电网。绿色电能的加入，使得人们的生活环境更加美好，但是对于电网而言，绿色电能的加入则带来了无尽的谐波。此外，随着钢铁冶金、化工行业、铁路等大型企业的工业整流机组在电网中大量应用，不可避免的给电力系统网源侧带来谐波污染严重、功率因数低、损耗大等问题，对电能质量造成了不可忽视的影响。

目前电网传统降压变压器一般采用三绕组或双绕组模式，而近年研究人员提出在传统三绕组变压器的基础上，利用变压器的安匝平衡原理引入一个消谐绕组，通过该绕组上所接各次谐波滤波器、无功装置的自动投退，实现对变压器铁芯谐波磁通进行消谐，以达到消除上网谐波、提供功率因素等目的，该四绕组消谐变压器对主网电能质量的提高、损耗的降低将大有益处，拥有广泛的应用前景。

短路计算是电网建设和运行的最重要的环节之一。而目前的四绕组消谐变压器，尤其增加了一个消谐绕组，将造成其正序、零序等值阻抗模型完全发生变化，特别是，附加的消谐绕组会改变短路计算时四绕组消谐变压器的正、负和零序等值电路，原有三绕组变压器的不对称短路电流计算方法已不适用于四绕组消谐变压器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对四绕组消谐变压器设计的、方便快捷、而且精度较高的用于四绕组消谐变压器的不对称短路计算方法。

本发明提供的这种用于四绕组消谐变压器的不对称短路计算方法，包括如下步骤：

S1.基于耦合漏感建立四绕组消谐变压器的暂态等值电路的单线图，并计算得到四绕组消谐变压器的端口电流方程；

S2.根据四绕组消谐变压器的漏阻抗远大于漏磁路间的互阻抗的特点，将步骤S1得到的四绕组消谐变压器的端口电流方程进行化简；

S3.根据步骤S2得到的简化后的端口电流方程得到用于四绕组消谐变压器短路计算的正、负序简化等值电路以及各个等效阻抗；

S4.依据四绕组消谐变压器的各个绕组的接线方式和外部电路的接线方式，计算四绕组消谐变压器的零序阻抗和零序等值电路；

S5.根据步骤S4得到的四绕组消谐变压器的零序阻抗和零序等值电路，计算四绕组消谐变压器的短路电流。

步骤S1所述的四绕组消谐变压器的端口电流方程，具体为如下所述的方程：

式中：U₁、U₂、U₃、U₄和I₁、I₂、I₃、I₄为4个绕组的端口电压和电流，U_ij＝U_i-U_j为端口电压差。