專利名稱：一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法
一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法。背景技術(shù)：
為了保證電力系統(tǒng)及電力變壓器的安全運(yùn)行，一般在其上都設(shè)有繼電保護(hù)裝置， 一旦發(fā)現(xiàn)變壓器區(qū)內(nèi)故障，則快速將變壓器從系統(tǒng)中切除以避免嚴(yán)重后果。然而變壓器在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流現(xiàn)象，其產(chǎn)生的高電流信號(hào)常會(huì)被誤認(rèn)為是故障電流而引起跳閘，造成不必要的損失，因而需要對(duì)變壓器的勵(lì)磁涌流情況進(jìn)行分析和預(yù)測，確定涌流的范圍，以便于在使用中采取相應(yīng)措施。
現(xiàn)有的預(yù)測方法都是根據(jù)變壓器原始數(shù)據(jù)建立一定的物理模型，通過分析該模型來達(dá)到預(yù)測的目的。現(xiàn)有的物理模型如圖l所示，A、 A、 ^分別為A、 B、
C三相磁通回路的磁通量，A、 ^則分別為A相流過B、 C相鐵芯及C相至B、
A相鐵芯的磁通，A、 A、 ^為A、 B、 C三相對(duì)變壓器箱殼和空氣隙的漏磁通，
這些磁通量的值以及各項(xiàng)一次、二次繞組的電流A、 7滬/c、/。、 A、 /c都是不可測的而需要預(yù)測和計(jì)算的，根據(jù)現(xiàn)有的物理模型所得出的方程由于未知量過多，必須引入假設(shè)條件或者測量其他的數(shù)據(jù)才能得這些量，步驟繁瑣，不便于準(zhǔn)確得知?jiǎng)?lì)磁涌流的極限情況，影響了對(duì)變壓器的準(zhǔn)確分析。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，以簡化步驟、方便而準(zhǔn)備地預(yù)測變壓器勵(lì)磁涌流的極限情況，便于對(duì)變壓器的準(zhǔn)確分析。
為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，其特征在于它包括下述步驟
一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，其特征在于它包括下述步驟-
1)取得三相變壓器各相的一次繞組漏感(^4、丄滬丄c)、一次繞組漏感(4、丄6、丄c)、 一次繞組電阻(A、 A、 A)、 二次繞組電阻(A、 A、《)、各相互漏感的值以及系統(tǒng)等值內(nèi)電感(Zs )和系統(tǒng)等值內(nèi)
電阻()的值；
2) 建立假設(shè)量A，其值大小等于三相對(duì)變壓器箱殼和空氣隙的漏磁通之和；
3) 根據(jù)取得的電感、電阻值以及假設(shè)量^建立變壓器的物理模型，并得到
若干電路和磁路方程，建立各相電壓與電流之間的聯(lián)系；
4) 改變各相的電壓、剩磁和合閘相位的值，得到電流值的大小和波形，從 而得到勵(lì)磁涌流的極限情況。
在第一步驟中，電感和電阻等值一般可直接由變壓器生產(chǎn)廠家提供，必要時(shí) 也可進(jìn)行測量得知。
三相對(duì)變壓器箱殼和空氣隙的漏磁通是穿越空氣隙的，正常時(shí)很小，可以忽 略，但是當(dāng)三柱同時(shí)飽和時(shí)，其值會(huì)變得較大而不能忽略。
本發(fā)明用假設(shè)量^代替了原方法中的三相對(duì)變壓器箱殼和空氣隙的漏磁
通，減少了電路和磁路方程中的兩個(gè)變量，從而有助于方程的求解，不需要引入 假設(shè)條件或測量其他數(shù)據(jù)便可得到勵(lì)磁涌流的極限情況，便于對(duì)變壓器的準(zhǔn)確分 析。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明采取如下技術(shù)措施在所 述的物理模型中，設(shè)置一個(gè)磁通量值^為零序磁通回路，并根據(jù)該磁通大小設(shè)
立零序電流/。。用假設(shè)的一個(gè)零序磁通回路來代替原有的三相對(duì)變壓器箱殼和空 氣隙的漏磁通，其存在的誤差很小，可以忽略，零序磁通回路的建立和假想電流 /。的引入便于對(duì)物理模型的分析和計(jì)算。此外，可以通過增加零序電流環(huán)節(jié)來使 模型更接近三相三柱變壓器的真實(shí)情況。
設(shè)M為互漏感，^、 ^、 Vc為各相的一次繞組電壓值，K、 K、 「c 為各相的二次繞組電壓值，乙、7S、 1C為各相的一次繞組電流值，
4、 A、 A為各相的二次繞組電流值，并定義A、 B、 C、 a、 b、 c各相線圈排 號(hào)依次為1、 2、 3、 4、 5、 6， F。、 ^、《為A、 B、 C三相的主磁勢，^、 02、 03分別為A、 B、 C三相磁通回路的磁通量，/。 /2、 /3、 /。分別為A、 B、 C三相磁通 回路及零序磁通回路的平均磁路長度，A、 //2、 H3、 H。分別為A、 B、 C三相磁
通回路及零序磁通回路的磁場強(qiáng)度，所述的電路和磁路方程包括
_1 0 0—乂+A00000
0 1 000000
0 0 1+0000
r"1 0 0000A"00
0 1 00000《0
0 0 1—d _00000《
、+AM13碼4M15M16—
As +AsM24M25M26
+M31M32丄c + As1M34M35M36《
〔M43丄。M46《
M52M53M54々/A
M62M64M65丄c _
'《二A^B+。二^y2+^Vo
Fc=A^c+/c) = i/3/3+i/0/0
繩+ ~2 += A^0 = z0/0 。
電路方程和磁路方程相結(jié)合總共有十個(gè)獨(dú)立的方程式，形式上有十三個(gè)未知 量，其中三組(纟M)、fe,A)、(^,A)每對(duì)真正的未知量只有一個(gè)， 一對(duì)中二元素，
已知任一個(gè)，就可按照磁化曲線相應(yīng)求出另一元素，因此方程可解，通過數(shù)字仿 真等方式便可解出方程。
有益效果本發(fā)明通過在預(yù)測過程中引入零序磁通回路及其磁通量值A(chǔ)，
簡化了預(yù)測和計(jì)算過程，能很方便地得出勵(lì)磁涌流的極限情況，有利于對(duì)變壓器 的準(zhǔn)確分析。

圖1為現(xiàn)有的勵(lì)磁涌流預(yù)測方法的物理模型示意圖。。
6圖2為本發(fā)明的物理模型示意圖。 圖3為本發(fā)明的磁路等效示意圖。
具體實(shí)施方式
物理模型如圖2、 3所示的預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，依次經(jīng)過 基本數(shù)據(jù)采集、設(shè)定假設(shè)量^、建立物理模型并列方程，物理模型包含一個(gè)磁
通量值^為零序磁通回路，該零序磁通回路具有假想電流/。。然后改變各相的電
壓、剩磁和合閘相位的值，解方程得到電流值的大小和波形，從而得到勵(lì)磁涌流 的極限情況。
圖中，A、 A、 ^分別為A、 B、 C三相磁通回路的磁通量，^為零序磁通回 路，A的值等效于現(xiàn)有方法中A+^+A的值。根據(jù)模型，可得到以下方程-
1 0 00000 0
0 1 00000 0
0 0 1豐0000 0
1 0 0丁000《0 0
0 1 00000A o
0 0 1_ d _00000 &
、+AM13M15《/ <^
M22M25/ &
丄c +ZSM35<i/c / A
〔T<i/。 / <if
M53 / &
_《 ^63M64M65丄c —<i/c / &
W +郡2 + iV03 = 7V^0 =丄0/0
7將己經(jīng)得知的數(shù)據(jù)代入方程，改變^、 ^、 ^c、 、、^、 "c的值及剩磁
和合閘相位的值，可得到不同的^、 ^、 ^、 A、 A、 /c的值，便可確定 勵(lì)磁涌流的范圍。
權(quán)利要求
1、一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，其特征在于它包括下述步驟1)取得三相變壓器各相的一次繞組漏感(LA、LB、LC)、一次繞組漏感(La、Lb、Lc)、一次繞組電阻(RA、RB、RC)、二次繞組電阻(Ra、Rb、Rc)、各相互漏感的值以及系統(tǒng)等值內(nèi)電感(LS)和系統(tǒng)等值內(nèi)電阻(RS)的值；2)建立假設(shè)量φ0，其值大小等于三相對(duì)變壓器箱殼和空氣隙的漏磁通之和；3)根據(jù)取得的電感、電阻值以及假設(shè)量φ0建立變壓器的物理模型，并得到若干電路和磁路方程，建立各相電壓與電流之間的聯(lián)系；4)改變各相的電壓、剩磁和合閘相位的值，得到電流值的大小和波形，從而得到勵(lì)磁涌流的極限情況。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，其特征在所述的物理模型中，設(shè)置一個(gè)磁通量值^為零序磁通回路，并根據(jù)該磁通大小 設(shè)立零序電流/。。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法，其特征在于設(shè)M為互漏感，F(xiàn), ^、 「c為各相的一次繞組電壓值，「a、 ^、 K為各相的二次繞組電壓值，^、 /￡、 /c為各相的一次繞組電流值，4、 A、 A 為各相的二次繞組電流值，并定義A、 B、 C、 a、 b、 c各相線圈排號(hào)依次為l、 2、 3、 4、 5、 6， F。、 i^、 F。為A、 B、 C三相的主磁勢，^、 ^、 ^分別為A、 B、C三相磁通回路的磁通量，/。 /2、 /3、〖。分別為A、 B、 C三相磁通回路及零序磁通回路的平均磁路長度，i/。 i/2、 //3、 F。分別為A、 B、 C三相磁通回路及零序磁 通回路的磁場強(qiáng)度，所述的電路和磁路方程包括<formula>formula see original document page 3</formula>
全文摘要
本發(fā)明涉及繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種預(yù)測三相電力變壓器勵(lì)磁涌流的方法。現(xiàn)有技術(shù)存在步驟繁瑣、不便于準(zhǔn)確得知?jiǎng)?lì)磁涌流的極限情況、影響了對(duì)變壓器的準(zhǔn)確分析的缺陷，本發(fā)明依次經(jīng)過基本數(shù)據(jù)采集、設(shè)定假設(shè)量φ₀、建立物理模型并列方程，物理模型包含一個(gè)磁通量值φ₀為零序磁通回路，該零序磁通回路具有假想電流i₀。然后改變各相的電壓、剩磁和合閘相位的值，解方程得到電流值的大小和波形，從而得到勵(lì)磁涌流的極限情況。通過在預(yù)測過程中引入零序磁通回路及其磁通量值φ₀，簡化了預(yù)測和計(jì)算過程，能很方便地得出勵(lì)磁涌流的極限情況，有利于對(duì)變壓器的準(zhǔn)確分析。
文檔編號(hào)H02H7/04GK101488659SQ20081005928
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者姚仲煥, 張懷宇, 徐習(xí)東, 李繼紅, 盛海華 申請人:浙江省電力公司;浙江大學(xué)