一种变压器支路三相不对称故障分析方法

摘要

本发明公开了一种变压器支路三相不对称故障分析新方法，首先，采用戴维南定理将故障网络等效简化，接着，根据对称分量法将变压器支路三相不对称故障电路模型进行三相解耦，其次，运用相位变换技术进一步简化故障电路模型，彻底的消除变压器的复变比和相移给计算带来的繁琐，通过本发明的变换，剔除了变压器的复变比和相移问题，并且在变换后的故障电路模型下形成的节点方程简单，节点导纳矩阵是一个完全对称矩阵。从而使得故障电路的分析和计算简单、清晰。最后，变压器支路的三相不对称故障算例证明了发明的有效性。

主权项

1.一种变压器支路三相不对称故障分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、选取从变压器一次侧看进来，采用戴维南等效定理把除变压器故障支路以外的网络部分用和Z_T等效代替，简化故障网络模型；步骤B、通过采用戴维南等效定理，进一步简化变压器支路三相不对称故障电路相分量模型；步骤C、采用对称分量法将变压器支路三相不对称故障电路模型进行三相解耦，将网络参数，状态变量从相坐标系中变换到序坐标系中，形成变压器支路三相不对称故障电路序分量模型；步骤D、运用相位变换技术进一步简化故障电路模型，彻底的消除变压器的复变比和相移给计算带来的繁琐，通过变换，剔除了变压器的复变比和相移问题，并且在变换后的故障电路模型下形成的节点方程简单，节点导纳矩阵是一个完全对称矩阵；步骤E、结合对称分量法原理和相位变换技术的变压器支路三相不对称故障分析方法如下：Θ_k为三相序网系统中第k块区域的相位变换矩阵，A为对称分量变换矩阵；于是，有：A_k＝Θ_kA，$A_k^{-1}=A^{-1}{\Theta }_k^{-1},$k∈{1,2,…,K}其中，矩阵A_k称为三相不对称系统中第k块区域的改进对称分量变换矩阵；根据改进对称分量变换矩阵A_k，在三相不对称系统中第k块区域中，可以将相坐标系中的相分量变换到新序坐标系中的新序分量。其变换和逆变换具体如下：${\stackrel{·}{x}}_{012}=A_k{\stackrel{·}{X}}_{\mathrm{abc}},$${\stackrel{·}{X}}_{\mathrm{abc}}=A_k^{-1}{\stackrel{·}{x}}_{012},$${\stackrel{·}{x}}_{012}={[{\stackrel{·}{x}}_0,{\stackrel{·}{x}}_1,{\stackrel{·}{x}}_2]}^T,$${\stackrel{·}{X}}_{\mathrm{abc}}={[{\stackrel{·}{X}}_a,{\stackrel{·}{X}}_b,{\stackrel{·}{X}}_c]}^T,$$\stackrel{·}{x}\in \{\stackrel{·}{u},\stackrel{·}{i}\},$$\stackrel{·}{X}\in \{\stackrel{·}{U},\stackrel{·}{I}\},$k∈{1,2,…,K}同理，阻抗和导纳的变换和逆变换可以根据下面的公式计算：$z_{012}=A_k{Z}_{\mathrm{abc}}{A}_k^{-1},$$Z_{\mathrm{abc}}=A_k^{-1}{z}_{012}{A}_k,$k∈{1,2,…,K}$y_{012}=A_k{Y}_{\mathrm{abc}}{A}_k^{-1},$$Y_{\mathrm{abc}}=A_k^{-1}{y}_{012}{A}_k,$k∈{1,2,…,K}其中，Z_abc和Y_abc分别为变换前网路中的阻抗和导纳，都是3×3矩阵；一般情况下，z₀₁₂和y₀₁₂为3×3对角阵，而且对角线上的元素为新序网中零序、正序和负序的阻抗和导纳；步骤F、根据以上步骤变换后得到变压器支路三相不对称故障电路的新序分量模型，列出新序网中故障电路的节点方程，并结合故障边界条件和两坐标系下状态变量的变换关系，计算出新序网中的故障电路的全部状态变量；步骤G、依据改进的对称分量法逆变换原理，把新序网中的计算结果变换还原到相坐标系中，从而求出变压器支路三相不对称故障电路的相分量计算结果。