一种基于vf法的单相变压器高频模型建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于单相变压器技术领域，具体设及一种基于VF法的单相变压器高频模 型建立方法。
【背景技术】
[0002] 变压器是电力系统中的重要设备，在电力系统仿真计算中，需要建立电力变压器 模型。变压器模型按频率可W分为中低频模型和高频模型，变压器高频模型可W用于高频 信号下的仿真分析。现有单相变压器高频模型建立方法通常采用复杂的数学模型，其处理 过程慢、准确性差，很难满足实际需要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、快速准确的基于VF 法的单相变压器高频模型建立方法。
[0004] 本发明解决其技术问题是采取W下技术方案实现的：
[0005] 一种基于VF法的单相变压器高频模型建立方法，包括W下步骤：
[0006] 步骤1、将单相变压器看作二端口网络，测量单相变压器的散射参数；
[0007] 步骤2、将散射参数转换为导纳参数，得到=个要拟合支路的导纳参数，应用矢量 匹配法对=个要拟合支路的导纳参数分别进行拟合，
[000引步骤3、应用电路综合理论并根据拟合后的导纳参数表达式建立其JT型等效电 路，得到单相变压器高频模型。
[0009] 而且，所述步骤2得到的拟合结果为：
[0010]
[0011] 式中，留数和极点Pi为实数或共辆复数对，而常数项d和比例项e为可选择项， 均为实数，S为散射参数；
[0012] 而且，测量单相变压器的散射参数是采用网络分析仪测量得到的。
[0013] 本发明的优点和积极效果是：
[0014] 本发明采用黑盒设计思想，首先通过测量得到变压器的高频散射参数，然后将散 射参数转化为导纳参数，采用VF法（VectorFitting,也叫矢量匹配法）对相关导纳参数进 行拟合，最后应用电路综合理论并根据所拟合的导纳参数表达式建立其n型等效电路，本 发明所建立的高频模型可用于过电压、雷电过电压等的仿真计算，为电力运行人员提供参 考。
【附图说明】
[001引图1是采用VF法得到的支路电路模型；
[0016] 图2是采用本发明建立的变压器的JT型等效电路模型。
【具体实施方式】
[0017]W下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
[0018] 一种基于VF法的单相变压器高频模型建立方法，包括W下步骤：
[0019] 步骤1、将单相变压器看作二端口网络，使用网络分析仪测量单相变压器的散射参 数（ScatteringParameter,即S参数），得到变压器的散射矩阵S，如下式；
[0020]
[0021] 本发明之所W选择测量其散射参数，是因为在高频时，单相变压器的散射参数具 有抗干扰能力强、测量信噪比高、操作简单高效等优点。
[0022] 步骤2、然后散射参数转换为导纳参数，得到=个要拟合支路的导纳参数，应用矢 量匹配法（V巧对该S个支路的导纳参数分别进行拟合，拟合结果如下：
[0023]
[0024] 式中，留数和极点Pi为实数或共辆复数对，而常数项d和比例项e为可选择项， 均为实数。由上述拟合结果进行电路综合，得到=个支路电路模型，=个支路由图1所示的 电路形式表达。该电路实际上是由支路所有极点综合得到的电路进行并联，从而得到由R、 化和化CG单元组成的电路。当导纳参数的极点为实数极点，则综合电路包括R、L单元，其 中，R表示支路电阻；L表示支路电感。当导纳参数的极点为复共辆对时，则综合电路为图1 中的R、L、C、G单元，其中，R表示支路电阻；L表示支路电感；C表示支路电容；G表示支路 电导。
[0025] 步骤3、应用电路综合理论并根据拟合后的导纳参数表达式建立其31型等效电 路，得到如图2所示的单相变压器高频模型，图中，Y、YA、YB表示各支路的导纳。
[0026] 该单相变压器高频模型的构成原理为；步骤2中已经将散射参数由电路理论相关 公式转换成了导纳参数（为一个二阶方阵），它包括Yii、Yi2、Y,i、Y22四个导纳参数，根据二 端口理论，它们与图2中的电路参数关系如下式：
[0027]
[002引在本步骤中，将得到的支路电路模型结合在一起组成变压器的31型等效电路模 型。具体实现时，可W应用Simulink等软件（或EMTP等软件）建立该模型，配合其他元件 可进行系统的仿真分析。本发明建立的单相变压器高频模型最终W电路的形式表达，可W 方便配合其他软件进行系统的仿真分析。
[0029] 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包 括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案 得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1. 一种基于VF法的单相变压器高频模型建立方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1、将单相变压器看作二端口网络，测量单相变压器的散射参数； 步骤2、将散射参数转换为导纳参数，得到三个要拟合支路的导纳参数，应用矢量匹配 法对三个要拟合支路的导纳参数分别进行拟合， 步骤3、应用电路综合理论并根据拟合后的导纳参数表达式建立其31型等效电路，得 到单相变压器高频模型。2. 根据权利要求1所述的一种基于VF法的单相变压器高频模型建立方法，其特征在 于：所述步骤2得到的拟合结果为：式中，留数^和极点pi为实数或共轭复数对，而常数项d和比例项e为可选择项，均为 实数，s为散射参数。3. 根据权利要求1或2所述的一种基于VF法的单相变压器高频模型建立方法，其特征 在于：测量单相变压器的散射参数是采用网络分析仪测量得到的。
【专利摘要】本发明涉及一种基于VF法的单相变压器高频模型建立方法，其特点是包括以下步骤：将单相变压器看作二端口网络，测量单相变压器的散射参数；将散射参数转换为导纳参数，得到三个要拟合支路的导纳参数，应用矢量匹配法对三个要拟合支路的导纳参数分别进行拟合；应用电路综合理论并根据拟合后的导纳参数表达式建立其π型等效电路，得到单相变压器高频模型。本发明采用黑盒设计思想，单相变压器高频模型，可广泛用于过电压、雷电过电压等的仿真计算，为电力运行人员提供参考。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN104965943
【申请号】CN201510311872
【发明人】杨磊, 郗晓光, 姚瑛
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月9日