專利名稱：一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自耦變壓器的仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法，以及一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自耦變壓器具有成本低、運行效率高和勵磁功率低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于220kV及以上電壓等級的電網(wǎng)中。500kV自耦變壓器重量和體積很大，出于運輸?shù)确矫娴目紤]，多采用單相變壓器組的型式。500kV自耦變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組通常是以YN，aO，dll的連接方式連接，即由三個單相三繞組自耦變壓器通過連接方式組合而成，高壓側(cè)和中壓側(cè)繞組采用星型接線方式，中性點接地，低壓側(cè)繞組采用三角型接線?，F(xiàn)有的電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD的元件庫中提供了單相及三相自耦變壓器的模型，但是其三相自耦變壓器模型無法分相設(shè)置各相參數(shù)且是雙繞組模型，其單相自耦變壓器模型也是雙繞組模型，且現(xiàn)有的自耦變壓器模型均未模擬高低壓繞組間的電氣聯(lián)系。因此PSCAD仿真軟件提供的變壓器模型無法模擬500kV自耦變壓器三相不對稱問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠方便地模擬500kV自耦變壓器的三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法。一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法，包括讀取PSCAD仿真軟件中的單相三繞組變壓器模型；將所述單相三繞組變壓器模型的兩個繞組首尾相接獲得單相三繞組自耦變壓器模型，并將三個所述單相三繞組自耦變壓器模型按照接線組別連接成三相三繞組自耦變壓器模型；對組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的額定電壓和短路電抗輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型；設(shè)置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數(shù)和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流，以及繼電保護(hù)參數(shù)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還在于提供一種能夠方便地模擬500kV自耦變壓器的三相自耦變壓器參數(shù)仿真系統(tǒng)。—種三相自耦變壓器參數(shù)仿真系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)讀取模塊、模型拼接模塊、參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)模擬模塊。所述數(shù)據(jù)讀取模塊用于讀取PSCAD仿真軟件中的單相三繞組變壓器模型；所述模型拼接模塊用于將所述單相三繞組變壓器模型的兩個繞組首尾相接獲得單相三繞組自耦變壓器模型，并將三個所述單相三繞組自耦變壓器模型按照接線組別連接成三相三繞組自耦變壓器模型；所述參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于對組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的額定電壓和短路電抗輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型；所述數(shù)據(jù)模擬模塊用于設(shè)置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數(shù)和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流，以及繼電保護(hù)參數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法及其系統(tǒng)，通過對 PSCAD仿真軟件中的普通單相三繞組變壓器模型的高中壓側(cè)進(jìn)行一定的連接，形成三繞組自耦變壓器模型；然后對實際電網(wǎng)中的變壓器參數(shù)進(jìn)行換算，再輸入自建的自耦變壓器模型中，即可進(jìn)行500kV自耦變壓器三相參數(shù)不對稱的電磁暫態(tài)仿真。因此可對變壓器高中低壓側(cè)的電壓和電流進(jìn)行分析，同時還可以判斷因三相參數(shù)不對稱對500kV自耦變壓器繼電保護(hù)的影響，進(jìn)行繼電保護(hù)模擬控制。本發(fā)明提供了運用不具有直接電連接的自耦變壓器模型來研究自耦變壓器三相不對稱問題的方法，能夠獲得三相參數(shù)不對稱對變壓器電氣特性以及繼電保護(hù)的影響，具有很高的實用價值。
所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓包括相電壓、線電壓和零序電壓。
所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電流包括相電流、線電流以及零序電流。
所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的繼電保護(hù)參數(shù)包括主保護(hù)參數(shù)和后備保護(hù)參數(shù)，其中，所述主保護(hù)參數(shù)包括穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)、零序比率差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的參數(shù)，所述后備保護(hù)參數(shù)包括阻抗保護(hù)、過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序電流保護(hù)、過負(fù)荷的參數(shù)。
可進(jìn)一步根據(jù)所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流，以及繼電保護(hù)參數(shù)，對實際的電網(wǎng)自耦變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)控制。


圖1是本發(fā)明三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法的流程示意圖2是本發(fā)明三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法建立的三繞組自耦變壓器模型原理示意圖3是本發(fā)明一個實施例中將PSCAD仿真軟件中讀取的單相三繞組變壓器模型組合成三繞組自耦變壓器模型的示意圖4是本發(fā)明的三相自耦變壓器參數(shù)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，圖1是本發(fā)明三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法的流程示意圖。
所述三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法包括以下步驟
Si，讀取PSCAD仿真軟件中的單相三繞組變壓器模型；
在本步驟中，從PSCAD仿真軟件中讀取經(jīng)典法中的普通三繞組變壓器模型。
S2，將所述單相三繞組變壓器模型的兩個繞組首尾相接獲得單相三繞組自耦變壓器模型，并將三個所述單相三繞組自耦變壓器模型按照接線組別連接成三相三繞組自耦變壓器模型；
首先，根據(jù)自耦變壓器中串聯(lián)繞組與公共繞組在電氣上具有直接電的聯(lián)系，將變壓器經(jīng)典模型中的普通單相三繞組變壓器模型中的2個繞組首尾相接，形成自耦變壓器模型的高壓繞組和中壓繞組，模擬自耦變壓器模型。如圖2所示，圖2中第1、2、3繞組分別模擬串聯(lián)繞組、公共繞組及低壓繞組。再進(jìn)一步按照自耦變壓器各側(cè)接線組別，將三個所述自耦變壓器模型連接而成三相三繞組自耦變壓器模型。具體地，可以YN，a0, dll的連接方式連接三個所述自耦變壓器模型形成所述三相三繞組自耦變壓器模型。
S3，對組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的額定電壓和短路電抗輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型；
在本步驟中，首先獲取實際電網(wǎng)中組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗。
根據(jù)所述單相三繞組變壓器的高壓側(cè)和中壓測的額定電壓進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，低壓側(cè)不需要轉(zhuǎn)換，然后將三個繞組對應(yīng)的額定電壓輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型中。
優(yōu)選地，根據(jù)以下公式轉(zhuǎn)換所述單相三繞組變壓器的額定電壓 'K=Vh-Vl
權(quán)利要求
1.一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法，其特征在于，包括以下步驟讀取PSCAD仿真軟件中的單相三繞組變壓器模型；將所述單相三繞組變壓器模型的兩個繞組首尾相接獲得單相三繞組自耦變壓器模型， 并將三個所述單相三繞組自耦變壓器模型按照接線組別連接成三相三繞組自耦變壓器模型；對組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的額定電壓和短路電抗輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型；設(shè)置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數(shù)和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流，以及繼電保護(hù)參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法，其特征在于，對組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換的步驟包括根據(jù)以下公式轉(zhuǎn)換所述單相三繞組變壓器的額定電壓 'K=VH-VL < Vu=Vl Vm =K其中，VpV11和Vm分別為輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型的串聯(lián)繞組電壓、公共繞組電壓和低壓繞組電壓；VH、Vl和Vt分別為所述單相三繞組變壓器的高壓繞組電壓、中壓繞組電壓和低壓繞組電壓；并且，根據(jù)以下公式轉(zhuǎn)換所述單相三繞組變壓器的短路電抗ΓΙΜ=ΧΗΙ·(ΤΓ^2‘H yLX II, III — ^LTVVVVX* =X__yHyL_ + χ ._y_H___V_L_UI1 " (Vh-Vl)2 ht Vh-Vl lt Vh-Vl其中，X^mX^.m和Χ\ΠΙ分別為輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型的串聯(lián)繞組和公共繞組短路電抗標(biāo)么值、公共繞組和低壓繞組短路電抗標(biāo)么值，以及串聯(lián)繞組和低壓繞組短路電抗標(biāo)幺值；Xm、XHT*Xu分別為所述單相三繞組變壓器的高中壓繞組短路電抗標(biāo)么值、高低壓繞組短路電抗標(biāo)么值和中低壓繞組短路電抗標(biāo)幺值。
3.如權(quán)利要求1所述的三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法，其特征在于，所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓包括相電壓、線電壓和零序電壓；所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電流包括相電流、線電流以及零序電流；所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的繼電保護(hù)參數(shù)包括主保護(hù)參數(shù)和后備保護(hù)參數(shù)，其中，所述主保護(hù)參數(shù)包括穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)、零序比率差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的參數(shù)， 所述后備保護(hù)參數(shù)包括阻抗保護(hù)、過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序電流保護(hù)、過負(fù)荷的參數(shù)。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟根據(jù)所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流，以及繼電保護(hù)參數(shù)，對電網(wǎng)自耦變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)控制。
5.一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取PSCAD仿真軟件中的單相三繞組變壓器模型；模型拼接模塊，用于將所述單相三繞組變壓器模型的兩個繞組首尾相接獲得單相三繞組自耦變壓器模型，并將三個所述單相三繞組自耦變壓器模型按照接線組別連接成三相三繞組自耦變壓器模型；參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于對組成電網(wǎng)自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的額定電壓和短路電抗輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型；數(shù)據(jù)模擬模塊，用于設(shè)置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數(shù)和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流，以及繼電保護(hù)參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的三相自耦變壓器參數(shù)仿真系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括繼電保護(hù)模塊，所述繼電保護(hù)模塊用于根據(jù)所述三相三繞組自耦變壓器模型各側(cè)的電壓，電流， 以及繼電保護(hù)參數(shù)，對電網(wǎng)自耦變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三相自耦變壓器參數(shù)仿真方法及其系統(tǒng)，通過對PSCAD仿真軟件中的普通單相三繞組變壓器模型的高中壓側(cè)進(jìn)行一定的連接，形成三相三繞組自耦變壓器模型；然后對實際電網(wǎng)中的變壓器參數(shù)進(jìn)行換算，再輸入自建的三相三繞組自耦變壓器模型中，即可進(jìn)行500kV自耦變壓器三相參數(shù)不對稱的電磁暫態(tài)仿真。因此可對變壓器高中低壓側(cè)的電壓和電流進(jìn)行分析，同時可以判斷因三相參數(shù)不對稱對500kV自耦變壓器繼電保護(hù)的影響，進(jìn)行繼電保護(hù)模擬控制。本發(fā)明提供了用不具有直接電連接的自耦變壓器模型來研究自耦變壓器三相不對稱問題的方法，能夠獲得三相參數(shù)不對稱對變壓器電氣特性以及繼電保護(hù)的影響，具有很高的實用價值。
文檔編號G06F9/455GK102521017SQ20121000269
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者夏成軍, 張乾良 申請人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局