專利名稱：一種三相自耦變壓器參數仿真方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統自耦變壓器的仿真技術領域，尤其涉及一種三相自耦變壓器參數仿真方法，以及一種三相自耦變壓器參數仿真系統。
背景技術：
自耦變壓器具有成本低、運行效率高和勵磁功率低等優點，廣泛應用于220kV及以上電壓等級的電網中。500kV自耦變壓器重量和體積很大，出于運輸等方面的考慮，多采用單相變壓器組的型式。500kV自耦變壓器的標準連接組通常是以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，高壓側和中壓側繞組采用星型接線方式，中性點接地，低壓側繞組采用三角型接線?，F有的電磁暫態仿真軟件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置各相參數且是雙繞組模型，其單相自耦變壓器模型也是雙繞組模型，且現有的自耦變壓器模型均未模擬高低壓繞組間的電氣聯系。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。

發明內容
本發明要解決的技術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仿真方法。一種三相自耦變壓器參數仿真方法，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行參數轉換，并將轉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；設置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流，以及繼電保護參數。本發明要解決的技術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仿真系統?！N三相自耦變壓器參數仿真系統，包括數據讀取模塊、模型拼接模塊、參數轉換模塊和數據模擬模塊。所述數據讀取模塊用于讀取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；所述參數轉換模塊用于對組成電網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行參數轉換，并將轉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；所述數據模擬模塊用于設置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流，以及繼電保護參數。
與現有技術相比較，本發明的三相自耦變壓器參數仿真方法及其系統，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進行一定的連接，形成三繞組自耦變壓器模型；然后對實際電網中的變壓器參數進行換算，再輸入自建的自耦變壓器模型中，即可進行500kV自耦變壓器三相參數不對稱的電磁暫態仿真。因此可對變壓器高中低壓側的電壓和電流進行分析，同時還可以判斷因三相參數不對稱對500kV自耦變壓器繼電保護的影響，進行繼電保護模擬控制。本發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，能夠獲得三相參數不對稱對變壓器電氣特性以及繼電保護的影響，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的繼電保護參數包括主保護參數和后備保護參數，其中，所述主保護參數包括穩態比率差動保護、零序比率差動保護和瓦斯保護的參數，所述后備保護參數包括阻抗保護、過流保護、過負荷保護、零序電流保護、過負荷的參數。
可進一步根據所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流，以及繼電保護參數，對實際的電網自耦變壓器進行繼電保護控制。


圖1是本發明三相自耦變壓器參數仿真方法的流程示意圖2是本發明三相自耦變壓器參數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是本發明的三相自耦變壓器參數仿真系統的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，圖1是本發明三相自耦變壓器參數仿真方法的流程示意圖。
所述三相自耦變壓器參數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，根據自耦變壓器中串聯繞組與公共繞組在電氣上具有直接電的聯系，將變壓器經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繞組分別模擬串聯繞組、公共繞組及低壓繞組。再進一步按照自耦變壓器各側接線組別，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行參數轉換，并將轉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，首先獲取實際電網中組成電網自耦變壓器的單相三繞組變壓器的額定電壓和短路電抗。
根據所述單相三繞組變壓器的高壓側和中壓測的額定電壓進行參數轉換，低壓側不需要轉換，然后將三個繞組對應的額定電壓輸入所述三相三繞組自耦變壓器模型中。
優選地，根據以下公式轉換所述單相三繞組變壓器的額定電壓 'K=Vh-Vl
權利要求
1.一種三相自耦變壓器參數仿真方法，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行參數轉換，并將轉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；設置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流，以及繼電保護參數。
2.如權利要求1所述的三相自耦變壓器參數仿真方法，其特征在于，對組成電網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行參數轉換的步驟包括根據以下公式轉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，根據以下公式轉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繞組和公共繞組短路電抗標么值、公共繞組和低壓繞組短路電抗標么值，以及串聯繞組和低壓繞組短路電抗標幺值；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么值、高低壓繞組短路電抗標么值和中低壓繞組短路電抗標幺值。
3.如權利要求1所述的三相自耦變壓器參數仿真方法，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的繼電保護參數包括主保護參數和后備保護參數，其中，所述主保護參數包括穩態比率差動保護、零序比率差動保護和瓦斯保護的參數， 所述后備保護參數包括阻抗保護、過流保護、過負荷保護、零序電流保護、過負荷的參數。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的三相自耦變壓器參數仿真方法，其特征在于，進一步包括以下步驟根據所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流，以及繼電保護參數，對電網自耦變壓器進行繼電保護控制。
5.一種三相自耦變壓器參數仿真系統，其特征在于，包括數據讀取模塊，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；參數轉換模塊，用于對組成電網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行參數轉換，并將轉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；數據模擬模塊，用于設置所述三相三繞組自耦變壓器模型的各相參數和飽和特性，獲取所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流，以及繼電保護參數。
6.如權利要求5所述的三相自耦變壓器參數仿真系統，其特征在于，進一步包括繼電保護模塊，所述繼電保護模塊用于根據所述三相三繞組自耦變壓器模型各側的電壓，電流， 以及繼電保護參數，對電網自耦變壓器進行繼電保護控制。
全文摘要
本發明提供一種三相自耦變壓器參數仿真方法及其系統，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進行一定的連接，形成三相三繞組自耦變壓器模型；然后對實際電網中的變壓器參數進行換算，再輸入自建的三相三繞組自耦變壓器模型中，即可進行500kV自耦變壓器三相參數不對稱的電磁暫態仿真。因此可對變壓器高中低壓側的電壓和電流進行分析，同時可以判斷因三相參數不對稱對500kV自耦變壓器繼電保護的影響，進行繼電保護模擬控制。本發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，能夠獲得三相參數不對稱對變壓器電氣特性以及繼電保護的影響，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 優先權日2012年1月5日
發明者夏成軍, 張乾良 申請人:華南理工大學, 廣東電網公司佛山供電局