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研究与分析YANJIUYUFENXI
变压器宽频网络参数测量方法的研究
下士朋，张重远，李彦松
（华北电力大学电气工程学院，河北保定071003)
摘要：由于电力系统中暂态过电压的高频特性，变压器的常规电路模型不能满足仿真计算的要求，因此需要建
立其宽频电路模型。为了建立变压器的宽频模型，拟采用黑盒子方法来获得其宏模型，而建立宏模型的基碚则是获得变压器的宽频网络参数。介绍了几种测量变压器宽频网络参数的方法，对测量结果的对比和分析表明这些方法的可行性和有效性。
关键调：变压器；散射参数；导纳参数；脉冲响应法；扫频法
中图分类号：TM406 0引言
文献标志码：A
文章编号：1673-7598(2011)06003004
电路宏模型的基础。文献[3.4]应用散射参数测量法，利用网络分析仪来测量变压器绕组的散射参数，由于网络分析仪同时具有产生信号和测量的功能，因
电力系统过电压的抑制与防护以及电力系统电
懿兼容回题的研究都需要建立元件、设备的电磁暂态计算模型。由于变压器结构复杂，在中低频（≤10kHz）呈现非线性，在高频时表现出频变效应（Frequency-dependenteffects），它的电磁暂态建模最为困难。一方面，在变电站中，雷电冲击产生的暂态过电压通过绕击输电线路，在断路器、电流互感器、变压器上产生过电压，干扰其正常运行，时常引发严重的电站事故叫。另一方面，在GIS内隔离开关进行分闸、合闸操作时，会因触头间击穿、多次重燃并沿CIS母线管道传播而产生特快速暂态过电压口（VeryFastTransient Over-voltages，VFTO）。由于雷电冲击电压和VFTO的宽频特性，变压器的常规电路模型显然不能满足仿真计算的要求，有必要建立它的宽频电路模型。
采用黑盒子方法建立变压器的宏模型即建立元件、设备的端口电路模型。其目的是可以只预测系统中感兴趣的频率范围内的暂态响应，不需要了解设备内部波过程及每个设备的结构细节，能够缩短计算时间、提高仿真精度，这对于结构复杂的变压器分析计算与设计有重要意义。然而采用宏模型建模，获得设备的网络参数是应用黑盒理论建立其电路宏模型的基础，因此，需要首先获得变压器的宽频网络参数。
取得设备的网络函数是应用黑盒子方法建立其收稿日期：2011-0502
此也可用网络分析仪来实现扫频法。国外学者B Gustavsen在文献[5]中提出了应用导纳参数测量法，利用频谱网络分析仪及导纳参数测量面板来测量变压器的导纳参数。文献[6]应用脉冲响应法，利用信号发生器及示波器测量了10kV电压互感器的频率响应。文献[7应用频谱网络分析仪测量了变压器绕组的阻抗参数，并建立了点对点阻抗函数模型。文献[8,9]提出了应用扫频法来获得设备的频率响应,其精度较高。
本文分别介绍了散射参数测量法、导纳参数测量法、脉冲响应法以及扫频法的测量原理以及各自的优缺点。然后应用散射参数测量法和脉冲响应法实测了实验室中10kV/231V变压器的网络参数，通过对2种方法测量得到的结果进行对比，验证了其测量方法的准确性和有效性。
变压器宽频网络测量方法 1
1.1散射参数测量法
散射参数S用于联系1个网络端口上的人、反射信号（或波），这一参数的物理意义与功率的传输密切相关，其理论从传输线理论演变而来。用散射参数表示的二端口网络见图1(a)，其信号流程见图1(b)。图1(b)中电压人射波输后，在端口1反射掉部分的
作者简介：下士朋（1985一），男，河北保定人，在读硕士，从事电力系统过电压方面的研究。万方数据