[发明专利]一种移相变压器输出电压和电流的计算方法及装置

权利要求书

1.一种移相变压器输出电压和电流的计算方法，其特征在于，包括：

根据移相变压器电路结构参数建立移相变压器的等效模型；

根据所述移相变压器的电路结构参数确定电路方程和磁路方程，计算并变换后，获取移相变压器的等效模型；其中，所述磁路方程包括串联变压器的磁路方程和并联变压器的磁路方程；

列写串联变压器的磁路方程，如下：

其中，U_ΔA、U_ΔB、U_ΔC表示串联变压器二次侧绕组的电压，I_ΔA、I_ΔB、I_ΔC表示串联变压器二次侧绕组的电流，U_1A、U_1B、U_1C表示串联变压器一次侧绕组的电压，I_SA、I_SB、I_SC表示移相变压器的输入电流，I_LA、I_LB、I_LC表示移相变压器的输出电流，N_S为串联变压器一次侧绕组总匝数与二次侧绕组匝数的比值，即列写并联变压器的磁路方程如下：

其中，U_EA、U_EB、U_EC表示并联变压器一次侧绕组的电压，I_EA、I_EB、I_EC表示并联变压器一次侧绕组的电流，U′_EA、U′_EB、U′_EC表示并联变压器二次侧绕组的电压，I′_EA、I′_EB、I′_EC表示并联变压器二次侧绕组的电流，N_E为并联变压器一次侧绕组匝数与二次侧绕组总匝数的比值；

根据所述等效模型确定等效阻抗和移相角度；

根据预设移相变压器三相对称运行时，确定所述等效模型的输入输出关系如下：

I_L＝e^jαI_S；

其中，α表示移相角度，U_S表示移相变压器的输入电压，U_L表示移相变压器的输出电压，I_S表示移相变压器的输入电流，I_L表示移相变压器的输出电流，Z_S11、Z_S12表示串联变压器一次侧绕组的漏抗,在移相变压器正常工作时Z_S11＝Z_S12，Z_S2表示串联变压器二次侧绕组的漏抗，Z_E1表示并联变压器一次侧绕组的漏抗，Z_E2表示并联变压器二次侧绕组的漏抗，N_S表示串联变压器一次侧绕组总匝数与二次侧绕组匝数的比值，N_E表示并联变压器一次侧绕组匝数与二次侧绕组总匝数的比值，P表示并联变压器二次侧绕组接入匝数与总匝数的比值，并联变压器的实际变比应表示N_E:P；

所述等效阻抗Z_eq和所述移相角度α计算如下：

根据所述等效阻抗和所述移相角度构建移相变压器外部等效模型；

所述外部等效模型如下：

其中，表示移相变压器的输入电压向量，表示移相变压器的输入电流向量，表示移相变压器的输出电压向量，表示移相变压器的输出电流向量；

将预设的输入电压、预设的输入电流、所述等效阻抗以及所述移相角度输入所述移相变压器外部等效模型，获取移相变压器的输出电压和输出电流。

2.一种移相变压器输出电压和电流的计算装置，其特征在于，包括：

第一构建模块，用于根据移相变压器电路结构参数建立移相变压器的等效模型；

根据所述移相变压器的电路结构参数确定电路方程和磁路方程，计算并变换后，获取移相变压器的等效模型；其中，所述磁路方程包括串联变压器的磁路方程和并联变压器的磁路方程；

列写串联变压器的磁路方程，如下：

其中，U_ΔA、U_ΔB、U_ΔC表示串联变压器二次侧绕组的电压，I_ΔA、I_ΔB、I_ΔC表示串联变压器二次侧绕组的电流，U_1A、U_1B、U_1C表示串联变压器一次侧绕组的电压，I_SA、I_SB、I_SC表示移相变压器的输入电流，I_LA、I_LB、I_LC表示移相变压器的输出电流，N_S为串联变压器一次侧绕组总匝数与二次侧绕组匝数的比值，即列写并联变压器的磁路方程如下：

其中，U_EA、U_EB、U_EC表示并联变压器一次侧绕组的电压，I_EA、I_EB、I_EC表示并联变压器一次侧绕组的电流，U′_EA、U′_EB、U′_EC表示并联变压器二次侧绕组的电压，I′_EA、I′_EB、I′_EC表示并联变压器二次侧绕组的电流，N_E为并联变压器一次侧绕组匝数与二次侧绕组总匝数的比值；

第二构建模块，用于根据所述等效模型确定等效阻抗和移相角度；

根据预设移相变压器三相对称运行时，确定所述等效模型的输入输出关系如下：

I_L＝e^jαI_S；

其中，α表示移相角度，U_S表示移相变压器的输入电压，U_L表示移相变压器的输出电压，I_S表示移相变压器的输入电流，I_L表示移相变压器的输出电流，Z_S11、Z_S12表示串联变压器一次侧绕组的漏抗,在移相变压器正常工作时Z_S11＝Z_S12，Z_S2表示串联变压器二次侧绕组的漏抗，Z_E1表示并联变压器一次侧绕组的漏抗，Z_E2表示并联变压器二次侧绕组的漏抗，N_S表示串联变压器一次侧绕组总匝数与二次侧绕组匝数的比值，N_E表示并联变压器一次侧绕组匝数与二次侧绕组总匝数的比值，P表示并联变压器二次侧绕组接入匝数与总匝数的比值，并联变压器的实际变比应表示N_E:P；

所述等效阻抗Z_eq和所述移相角度α计算如下：

第三构建模块，用于根据所述等效阻抗和所述移相角度构建移相变压器外部等效模型；

所述外部等效模型如下：

其中，表示移相变压器的输入电压向量，表示移相变压器的输入电流向量，表示移相变压器的输出电压向量，表示移相变压器的输出电流向量；

生成模块，用于将预设的输入电压、预设的输入电流、所述等效阻抗以及所述移相角度输入所述移相变压器外部等效模型，获取移相变压器的输出电压和输出电流。