考虑铁心深度饱和的单相双绕组变压器改进π模型

考虑铁心深度饱和的变压器模型是准确模拟变压器低频电磁暂态的关键。现有的T模型和Γ模型均存在物理缺陷:认为铁心深度饱和时其各部分饱和程度一致,这与实际情况不符;虽然现有的π模型能够解决此问题,但尚未见能够表征铁心从开始饱和到深度饱和渐变物理过程的π模型。该文以经典π模型为基础,基于直流电源激励铁心进入深度饱和的原理,利用耦合交流小信号测量铁心励磁曲线的饱和段数据,构建整条励磁曲线。提出将励磁曲线分配到π模型2个励磁支路上的方法,由此对π模型励磁支路的非线性特性进行准确表达,进而建立一种考虑铁心深度饱和的单相双绕组变压器改进π模型。对2台不同铁心材料的单相双绕组变压器进行开路、短路和深度饱和试验,提取建模参数,在ATP/EMTP中搭建改进π模型,同时以现有T、Γ和π模型为基础,分别搭建考虑和不考虑铁心饱和过程的6种变压器模型。利用励磁涌流和直流偏磁试验对所建立的模型进行验证,结果表明,该文提出的改进π模型误差小于5%,精度明显高于其他几种模型,说明其对以励磁涌流为代表的变压器低频电磁暂态具有较高的模拟精度,能够为EMTP类电磁暂态软件提供基础变压器模型。