0引言电力系统中的变压器TV铁芯电感器件具有非线性电磁特性，在一定条件下与系统内的容性元件产生铁磁共振，由于铁芯深度饱和，产生极大的谐振过电压和过电流，严重威胁电网的安全运行。近年来，节能型铁损较低TV大量使用，使110kV以上中性点直接接地系统中铁磁谐振的发生率增加。因此，有必要系统地分析这一现象，建立一个相对可靠、准确的系统模拟模型和模拟方法，以提高预测精度[1]。11理论分析了铁磁谐振的机理和特征[24]110kV系统直接见图1中性点。隔离开关两侧G0、G1关闭时，断路器与均压电容连接DL0、DL任何断开都会刺激谐振，DL0、DL1断开时,G0、G1任一只断开或合上也会激发谐振。当母线处于空载状态时，任何导致母线电压波动的开关操作都可能引起谐振，因为断路器均压电容和系统对地面电容的作用。考虑到两段母线的对称性，对其中一段进行等效简化(见图2)。图1110kV变电站系统图Fig1Diagramofa110kVsubstation图2等效简化电路Fig2Reducedequivalentcircuit图2中Emsint为系统电源，C一是均压电容，C二是等效系统对地电容；Rm、L、u分别为TV铁芯损耗、励磁电感、一次侧电压、iL线圈电流。如果忽略母线对地电导和相间电容，则该电路的微分方程为d2dt2 dRm(C1 C2)dt iLC1 C2=C1EmcostC1 C2。令p=C1C1 C2Em,q=1Rm(C1 C2),u=ddt,代入上式，等式两侧同除后得:(1/)du/dt qu iL/(C1 C2)=pcost。激励因子p越大，就越容易激发谐振，阻尼因子q越大，就越能抑制谐振。12铁磁共振特性[5]1)中性点接地系统各相电源、电容、电感等独立电路，相互影响小。谐振可发生在一、二或三相电路中，表现为正或零序谐振。2)开关操作随机激发谐振强度和持续时间。3)谐振波的主频率与系统参数有关，基频最常见，分频(1/3)其次，高频不常见。2模拟模型的建立和利用MATLAB软件中的电力系统工具箱可以准确、直观、高效地模拟电力系统的各种运行模式。在之前的数值模拟研究中，铁磁谐振核心设备TV励磁电感和铜耗主要用非线性电感串联电阻模型代替，而不考虑TV铁损伤和漏抗对这种铁磁共振的影响，使模拟结果误差较大。本人分析MATLAB/SIMULINK内建的SIMPOWER库中的元件认为，磁饱和变压器模型可以更准确有效地模拟TV工作特点[4]。图3为两绕组磁饱和变压器模型(图左)和内部等效电路(图右)。其中L1、R1.高压侧线圈泄漏和直流电阻(铜耗)，Rm为TV励磁电阻(铁损)，Lsat铁心线圈的非线性励磁电感，L2、R2是低压侧线圈的漏感和直流电阻。该模型充分考虑了铁心电感的铁损伤(Rm)及漏抗(L1)功能非常接近铁心电感的真实情况。图3饱和变压器模型及内部等效电路Fig3ComputationalTVmodel准确设定TV励磁特性比较关键，TV励磁参数来源于两种方式:检查数据，直接使用设备的出厂试验参数；测量方法，测量TV二次侧电压和电流值转换为一次侧u=d/dt(可以在单频正弦电压的激励下获得=U计算出值/)。第一种方法结果准确，误差小；第一种方法适用于工作寿命长、励磁特性变化大或技术资料不完整TV。也可以用图4来测量绕组变比带来的误差。添加试验电源TV如果将耦合后的高压加到B相一次侧，则其电流可从电流表中读取，