本文關鍵詞：10kV電力變壓器非線性寬頻建模方法研究

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【摘要】：電力變壓器作為整個電網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)一直是電網(wǎng)研究的重點和難點,國內(nèi)外學者對電力變壓器建模的研究也沒有終止過。目前建模研究中,很少有一種模型可以仿真電力變壓器在各種工況下的響應情況,這是因為變壓器在寬頻下的響應要同時考慮某些參數(shù)的頻變特性和非線性特性,這是建模的難點之一。電力變壓器非線性寬頻模型正是基于該問題提出的,既有重要的理論價值也有一定的實際意義。本文研究了建立變壓器非線性寬頻模型的方法,并以實驗室一臺10k V實驗變壓器為基礎,利用研究的方案搭建了其電路仿真模型。首先,在總結前人工作的基礎上對主流的建模方法做了匯總,并在此基礎上詳細分析了變壓器在寬頻下的電磁現(xiàn)象。其次,從基本的電磁關系出發(fā),推導出寬頻模型的建模思路。本文首次采用“掃頻法”和“散射參數(shù)測量法”相結合的測量方案,得到了線性模塊的寬頻導納參數(shù),并利用改進的矢量匹配法擬合,進而用電路綜合的方法計算得到線性模塊電路元件參數(shù)。從電磁場的角度推理得到變壓器鐵心的頻變阻抗表達式,同樣采用改進的矢量匹配法進行擬合,并對比現(xiàn)有的鐵心阻抗表達式擬合方法,證明了基于改進的矢量匹配法建立的鐵心模型可以有效提高擬合準確度,且有更快的收斂速度。在此基礎上電路實現(xiàn)后,將變壓器的非線性特性以非線性電感的形式加入到實現(xiàn)的頻變鐵心電路中,完成非線性模塊的建模。最后,對實驗室一臺10k V電力變壓器建模,電路模型在Simulink中仿真實現(xiàn)。通過50Hz工況下實驗和仿真對比、非線性飽和仿真驗證、雷電實驗及仿真對比,驗證了本文建立的非線性寬頻模型的正確性。
【關鍵詞】：電力變壓器 非線性 寬頻模型 改進的矢量匹配法 電路模型
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題背景和研究意義9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文研究工作11-13
• 第2章 變壓器寬頻下的電磁分析13-19
• 2.1 傳導電流和位移電流13-14
• 2.2 鐵心中的電磁現(xiàn)象分析14-15
• 2.3 變壓器中的損耗15-18
• 2.3.1 繞組中的渦流15-16
• 2.3.2 鐵心中的渦流16-18
• 2.4 本章小結18-19
• 第3章 變壓器寬頻模型的構建方法19-41
• 3.1 整體模型的架構推導19-21
• 3.2 線性模塊建模方法研究21-27
• 3.2.1 二端口網(wǎng)絡的散射參數(shù)22-24
• 3.2.2 矢量匹配法24-25
• 3.2.3 電路實現(xiàn)25-27
• 3.3 非線性模塊的建模方法研究27-40
• 3.3.1 鐵心阻抗的頻變表達式28-29
• 3.3.2 寬頻下磁導率的頻變29-30
• 3.3.3 模型實現(xiàn)方式探討30-38
• 3.3.4 鐵心模型的非線性化38-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4章 10k V電力變壓器模型建立及仿真實驗驗證41-53
• 4.1 10kV 電力變壓器模型的建立41-48
• 4.1.1 掃頻法低頻段線性參數(shù)獲取41-44
• 4.1.2 基于散射參數(shù)測量法高頻線性參數(shù)的獲取44-46
• 4.1.3 參數(shù)擬合及電路實現(xiàn)46-48
• 4.1.4 非線性寬頻整體模型的構建48
• 4.2 整體模型的實驗和仿真驗證48-51
• 4.2.1 50Hz工況下的實驗及仿真驗證48-49
• 4.2.2 變壓器飽和仿真驗證49-50
• 4.2.3 雷電實驗及仿真驗證50-51
• 4.3 本章小結51-53
• 第5章 結論和展望53-54
• 參考文獻54-57
• 在學期間發(fā)表的學術論文和參加科研情況57-58
• 致謝58

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本文編號：881513