[发明专利]基于转换矩阵的变压器三相模型建立方法

说明书

本发明公开了一种基于转换矩阵的变压器三相模型建立方法，包括以下步骤：建立三相变压器的原始导纳矩阵Y_p，并根据变压器原副边连接方式修改Y_p阵的变比；根据原边连接方式确定原边电压变换矩阵C_p；根据原副边接线方式确定C_sp和C_ps；根据组别标号由基本副边电压变换矩阵C_ss经转换矩阵转换得副边电压变换矩阵C_s并修改C_ps；根据电压变换矩阵各子矩阵形成变压器的电压变换矩阵C和电流变换矩阵G；根据Y_p阵和变换矩阵推导三相变压器节点导纳矩阵Y_Tn。本发明解决了关联矩阵法不适用于某些连接组别变压器的节点导纳矩阵的求取问题，进一步简化了软件编写的工作量并减少出错的概率，提高了求取三相变压器三相模型的准确性。

技术领域

本发明涉及一种变压器三相模型的建立方法，特别是一种配电网三相潮流计算所使用的配电三相变压器的三相模型建立方法。

背景技术

配电系统是由配电线路、配电变压器、配电调压器、配电开关、配电电容器和配电负荷等组成的直接向终端用户分配电能的一个网络系统。进行电力系统分析首先需要对系统中各个元件建立合适的模型。与高压输电网的三相对称运行方式不同，配电网的负荷和网络都可能不对称，配电网进行潮流计算时，应考虑三相不对称的特点，进行三相潮流计算。因此配电网三相潮流计算需要建立配电网络各元件的三相模型。

单相潮流计算的三相变压器模型采用变压器单相模型，人们一般只关心变压器变比和阻抗。但在配电网三相潮流计算中，变压器模型要复杂得多，不仅要考虑变压器变比，还要关心变压器绕组的连接方式和连接组别以及中性点是否接地等问题。三相变压器的原边和副边各有3个绕组，将三相绕组的首端和末端进行连接并引出三相首端，有两种连接方式：一种是把三相变压器三相绕组的一端接在一起，另一端引出，称为三相变压器星形连接；另一种是依次将一相绕组的首端和另一相绕组末端连接成三角形，称为三相变压器三角形连接。

三相变压器的原副边绕组都有可能接成星形或三角形，国标规定：三相变压器绕组为星形连接时，标号为Y(原边绕组)和y(副边绕组)，中性点引出时，标号为YN或yn；绕组为三角形连接时，标号为D(原边绕组)和d(副边绕组)。

由于三相变压器的原副边绕组都有可能接成星形或三角形，三相变压器的原副边绕组的不同接法，可以得到多种组合，其中三角形接法可分为左行接线和右行接线，星形接法的中性点又有接地和不接地之分。将这些连接方式组合后，能得到16种组合方式。

三相变压器原副边绕组的极性可能相同也可能相反，所以每种组合有两种极性关系。

三相变压器原副边绕组各相可能会一一对应，即原边绕组的A、B、C分别对应于副边绕组的a、b、c，对应的绕组在同一铁芯柱上；三相变压器原副边绕组各相也可能不对应，即原边绕组的A相对应于副边绕组的b相或者c相，但副边绕组的三相电压间要满足正相序的关系，因此每种极性对应3种相位关系。

因此三相变压器的每种连接组合方式下有6种相位关系，则16种组合方式共有96种连接组。

三相变压器连接组别标号的数字采用相位差的时钟序数表示，新国标采用原副边对应的相电压相量的相位差判断，以原边的相电压相量为参考指向时钟0点，副边对应的相电压相量所指向的时钟点数即为三相变压器连接组别标号，三角形的虚拟中性点为三角形中心。三相变压器两侧都采用相同连接方式，即Yy、Dd时，为0、2、4、6、8、10点的偶数点接线；三相变压器一侧采用星形接线另一侧采用三角形接线，即Yd、Dy时，为1、3、5、7、9、11点的奇数点接线。变压器绕组三角形接法采用左行接线或右行接线都能得到某一要求的组别标号的连接组，并且效果相同。一般情况下连接组不需要区分三角形接法的左行接线或右行接线，但要考虑星形接线的中性点是否接地的区别，这样变压器连接组减少至54种。