随着智能变电站和超大规模换流站建设的兴起,电力系统运行的安全性和稳定性显得尤为重要。变压器作为电力系统中的重要设备,它的安全稳定运行对电力系统意义重大,由于变压器是一种非线性电磁元件,它的暂态过程十分复杂,同时伴随着人工智能的快速发展,电力系统运行要求也不断提高,电力系统数字仿真面临着新的挑战。由于变压器种类繁多,不同种类变压器其结构和运行方式也存在着很大的差异性。因此需要对变压器电磁暂态过程进行深入的研究,找到一种能考虑到变压器结构以及在变压器在运行过程中各种特性的精细化的通用模型,对变压器可能出现的各种状况进行仿真模拟。基于此,本文提出了一种基于改进J-A磁滞模型的变压器建模方法。本文首先介绍了J-A磁滞模型的基础理论、相关原则以及研究现状,并对模型进行分析论证,改进了模型中的不足之处。然后,研究了不同种类的变压器模型,对模型中的相关参数进行处理,求解对应的实时电感矩阵,建立描述变压器运行特性的模型。最后通过仿真实验验证模型的准确性。论文研究内容主要包括以下几个方面:(1)针对传统J-A磁滞模型是对铁磁材料的一种理想化建模,没有考虑铁磁材料的实际工况。本文分析了变压器铁芯实际运行状况,计及磁滞损耗、涡流损耗、相关杂散损耗以及不同加工制造工艺对变压器铁芯运行特性的影响,建立了描述变压器铁芯实时动态特性的改进J-A磁滞模型。依据能量守恒原理,对模型中出现的非物理解进行辨析修正。相比于其他铁芯模型,本模型从实际情况出发,考虑了变压器运行中铁芯的电磁特性,动态反应了铁芯在实际运行中的各种损耗,使建立的模型能够更准确的描述变压器铁芯的动态运行特性。(2)针对不同种类变压器其结构和运行方式不同,建立相对应的变压器数学模型。根据不同种类变压器的结构得到对应的磁等值回路,同时建立对应的漏磁通模型,由磁等值回路和漏磁通模型得出各芯柱的自感和芯柱之间的互感,建立对应的实时动态电感矩阵。结合建立的相对应的变压器铁芯实时动态磁滞模型求解等效磁导率,得到不同结构变压器的实时电感矩阵,从而建立完整的变压器动态模型。相比于其他模型,本模型从变压器原理简单,计算方便,不用考虑变压器复杂的接线方式。(3)考虑变压器模型的通用性,本文模型根据不同变压器的结构不同,在计算电感矩阵时,根据变压器结构将漏感参数独立,同时更新变压器铁芯参数和电感矩阵参数,模型简单,计算速度快,使用方便。通过建立仿真模型分别验证改进的J-A磁滞模型、单相变压器模型、三相多柱式变压器模型,并根据所建立的模型与现有的模型仿真对比,验证了模型的可靠性,最后对本文模型存在的潜在应用场景做出了进一步探讨。