10kV电力变压器宽频非线性建模(华北电力大学电气专业硕士生毕业论文)

上传者：陶俐言
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上传时间：2015-05-04
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10kV电力变压器宽频非线性建模(华北电力大学电气专业硕士生毕业论文)

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硕士学位论文

电力变压器宽频非线性建模

题目：10kV

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硕士学位论文

10kV电力变压器宽频非线性建模

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Thesis for the Master Degree

The Research of the Broadband Nonlinear Transformer Model Based on a 10kV Transformer

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华北电力大学硕士学位论文原创性声明

本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《10kV电力变压器宽频非线性建模》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。

作者签名：日期：年月日

华北电力大学硕士学位论文使用授权书

《10kV电力变压器宽频非线性建模》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。

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作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

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摘要

电力变压器模型是当今暂态仿真计算软件中最需要深入研究的模型之一。这不仅是因为变压器是电力系统不可缺少的组成部分，而且还因为变压器的很多参数不仅是非线性的而且是频率相关的。迄今为止很少有单个模型能够全面地反应变压器在各个频段下的各种特性,所以变压器非线性宽频模型的研究具有重要理论意义和实用价值。

本文提出了一种新的变压器非线性宽频模型的建立方法，所建立的模型能够很好地对从工频一直到数兆赫兹频段下的变压器特性进行仿真。首先，本文介绍了变压器建模的基础知识，包括变压器频变、饱和等电磁现象和宽频网络参数测量方法；其次，根据变压器的基本结构和电磁特性得到其分布参数等值电路，在此基础上通过分析、化简推导出由线性模块和非线性模块组成的宽频非线性电路模型。线性模块采用黑盒法建立，根据测量得到的变压器宽频网络参数，应用改进的矢量匹配法以及电路综合方法得到其π型等效电路。对于非线性模块，首先基于测量的硅钢片参数计算得到铁心的宽频导纳参数，再使用改进的矢量匹配法以及电路综合方法得到铁心的线性频变电路，最后添加代表铁心非线性的支路电感。

本文对一台10kV双绕组变压器进行了仿真、实验研究。运用Simulink软件建立电路模型并仿真计算，同时测量了该变压器在工频稳态、工频过电压、雷电过电压下的响应特性。仿真结果和实验结果的比较验证了模型的有效性。

关键词：电力变压器；暂态模型；非线性；宽频；电路综合