[发明专利]一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置

说明书

本发明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△B₀，并计算B_m‑△B₀曲线，其中B_m为变压器的工作磁通密度；根据B_m‑△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。本发明用于仿真模拟变压器直流偏磁。

技术领域

本发明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。

背景技术

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模拟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。

发明内容

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，本发明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△B₀，并计算B_m-△B₀曲线，其中B_m为变压器的工作磁通密度；根据B_m-△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。