变压器绕组的特快速暂态建模

为了研究陡波前过电压对变压器的影响,从短路导纳参数出发,提出了一种建立变压器绕组高频集中电路模型的方法.该方法首先由短路导纳参数计算绕组各匝的电压传递函数,并利用矢量匹配法对得到的电压传递函数进行有理函数逼近;其次,对得到的有理函数形式的传递函数利用多点Pade逼近进行阶数缩减,得到变压器绕组电压传递函数的降阶模型;最后,运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型.该电路模型仅由R、L、C和理想变压器构成,其模型参数可以根据电压传递函数的极点和留数非常方便地得出.通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较,验证了本文方法的正确性.     

利用ICT算法计算变压器绕组中的VFTO

为研究特快速暂态过电压(VFTO)对变压器的影响并解决大型电力变压器建模时矩阵阶数过大的问题,以匝为单元建立了变压器绕组多导体传输线(MTL)模型,并利用积分相合变换(ICT)的阶数缩减算法直接对电报方程进行求解,避免了对传输线时空离散造成矩阵阶数过大的问题,有效地提高了计算效率并且保证了降阶系统的无源性。仿真与实验结果证明该法正确可行。     

考虑频变特性的大型变压器绕组VFTO分布计算

在有限元软件基础上得到不同频点下变压器绕组的复电容,进而确定变压器绕组分数阶模型中的导纳参数。并将简化后的变压器绕组分数阶模型用于大型变压器绕组VFTO分布计算。     

考虑频变参数的油浸式变压器绕组分数阶传输线模型

建立精确的变压器绕组模型对于准确分析研究绕组各处的电压分布具有重要意义。导线的趋肤效应和油纸介电常数的频变特性分别是造成变压器绕组传输线模型的阻抗和导纳参数频变的主要因素。然而,以往的变压器绕组传输线模型通常将油纸介电常数的频变特性和导线的趋肤效应忽略,影响暂态过电压分布计算的准确性。该文以具有单弛豫过程的Cole-Cole模型为基础,对油浸纸样品的实测介电常数进行拟合,利用拟合模型和平行板电容公式,推导出变压器绕组传输线模型的分数阶导纳参数,进而建立变压器绕组的分数阶传输线模型。通过对分数阶传输线模型进行仿真计算,得到绕组上的过电压波形,将仿真值与实验实测值以及未考虑频变参数时建立的整数阶传输线模型仿真值进行对比,验证了所提分数阶模型的准确性。     

基于降阶电感矩阵法的多流制牵引主变压器直流滤波电感的计算

在多流制电力机车中,牵引主变压器充当变压器和直流滤波电感两种角色时,能提高牵引传动系统的设备利用率,降低系统占用空间和质量。为了解决牵引绕组被用作直流滤波电感时端口电感计算模型非线性及建模复杂等问题,本文结合多绕组牵引主变压器的端口电压方程,提出了一种基于降阶电感矩阵法的直流滤波电感计算新方法;首先详细推导出电感矩阵降阶算法的通用计算式;其次,根据牵引绕组用作直流滤波电感时不同的接线方案,建立牵引主变压器的端口电压方程组,并将降阶后获得电感参数代入到端口电压方程组中,再依据变压器的端口边界条件,即可推导求得直流滤波电感的计算式。最后,以南非多流制牵引主变压器为例,采用本文提出的新算法对牵引绕组用作直流滤波电感的两种典型接线方法条件下的滤波电感进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明该方法能准确计算出直流滤波电感量。这对实现牵引主变压器阻抗参数与多流制牵引传动系统参数的优化匹配具有重要的工程应用价值。     

脉冲变压器特快速暂态电压分布计算

为了研究在陡波前、高冲击电压作用下，脉冲变压器(PT)锥形绕组中的特快速暂态电压分布特性，文中建立了基于多导体传输线(MTL)理论的绕组分布参数模型。模型的电气参数通过有限元法(FEM)计算，用频域法计算了在多种情况下绕组的对地电压分布以及匝间电压分布，计算结果表明此模型可对锥形绕组的电压分布进行有效计算，对匝间绝缘设计有一定的参考意义。     

VFTO作用下变压器绕组的过电压计算

为研究气体绝缘变电站中陡波前过电压对变压器的影响和解决大型电力变压器建模时矩阵阶数过大问题,详细推导了以匝为单元建立的变压器绕组多导体传输线(MTL)模型的计算公式,提出了该模型结合等效阻抗建立变压器绕组模型的新方法,有效地提高了计算效率。仿真与试验结果说明该法正确可行。     

特快速暂态过电压下变压器绕组高频电路模型的研究

变压器绕组的高频模型对于分析特快速暂态过电压对变压器的影响是非常重要的。从易于高频测量的散射参数出发，提出了一种建立变压器绕组高频电路模型的方法。该方法首先由散射参数计算绕组各匝的电压传输函数，并利用矢量匹配法对得到的电压传输函数进行有理函数逼近；其次，对得到的有理函数形式的传输函数进行阶数缩减，得到变压器绕组电压传输函数的降阶模型；最后，运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型。该电路模型简单、通用，仅由R、L、C和理想变压器构成，其模型参数可以根据电压传输函数的极点和留数非常方便地得出。通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较，验证了文中方法的正确性。     

基于稀疏矩阵技术的变压器宽频参数计算方法

为了准确快速计算大规模绕组变压器的宽频参数,基于稀疏矩阵技术,提出了绕组多导体传输线模型的宽频参数计算方法,解决了求解过程中因矩阵阶数过大而导致无法计算或者用时太长的难题。首先,分析了Y和Z矩阵的矩阵特点,采用分块存储和运算方法,将大型矩阵运算变为子块矩阵运算,提出了频域模型基于稀疏矩阵技术求解的方法,分析了求解过程中矩阵的变化,证实了分块存储和运算方法的高效性;然后,以双绕组变压器模型为例,从矩阵变换角度给出了导纳参数计算的通用推导方法;最后,通过对保定天威集团特变电气有限公司的一台型号为SS11-20000/110的变压器的计算结果与测量结果进行比较,验证了方法的正确性。     

三绕组变压器详细模型推导及奇异性分析

根据不同接法三绕组变压器的对称序分量回路,利用基尔霍夫电流定律和相/序分量变换方法推导出了4种常见接法三绕组变压器的三相漏磁导纳阵,并分析了三相漏磁导纳阵及其子矩阵的奇异性问题。三相漏磁导纳阵及其子矩阵的奇异性问题将导致前推回代类潮流计算不收敛,采用一种设定零序电压参考值的方法对三绕组变压器的三相漏磁导纳阵进行增广,很好地解决了此类奇异性问题。     

基于多导体传输线模型的单相双绕组变压器宽频网络参数计算

为克服大型变压器类设备宽频网络参数难以测量的问题,应用多导体传输线(multiple translation lines,MTL)理论,根据实际变压器绕组的结构,建立了电气参数有限元计算模型和等效MTL分析数学模型,并以此模型计算变压器的宽频网络参数。对比分析用网络分析仪测量得到的网络参数与计算结果,验证了该方法是可行、有效的,也为建立变压器宽频宏模型奠定了基础。     

时域有限元法求解传输线瞬态波过程

讨论了求解多导体传输线(multi-conductor transmission line,MTL)的时域有限元法(time domain finite element method,TDFE),并给出了计算动态集中元件的时域处理方法。通过与传统的数值计算方法时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)和国际上通用的电磁暂态计算程序EMTP的计算结果进行比较,验证了TDFE法的正确性。该方法克服了FDTD不能直接计算带有集中参数网络的传输线这一不足,而且在相同条件下,可以有效地抑制由于在FDTD方法中使用中心差分所造成的吉布斯效应。相对于EMTP只能求解所设定传输线两端的响应这一缺憾,该方法的优势在于能够得到沿线所有离散点的电压电流分布。最后,将TDFE应用于500 kV变电站开关操作时,由于电容式电压互感器的影响而在二次电缆上产生的电磁干扰的数值预测。     

基于ST-SVD与WOA-SVM模型的变压器绕组松动故障诊断方法

为了深入研究变压器振动信号包含的大量故障信息,提出了一种基于S变换奇异值分解(ST-SVD)与鲸鱼优化支持向量机(WOA-SVM)模型的变压器绕组松动故障诊断方法。首先,基于变压器故障模拟试验平台采集变压器绕组处于不同状态下的振动信号。其次,对变压器振动信号进行S变换获取其时频矩阵。再次,计算出时频矩阵对应的幅值矩阵进行SVD,并定义特征向量。最后,采用鲸鱼优化算法优化SVM模型参数,并输入特征向量完成故障诊断。试验结果表明,所提方法故障识别准确率高于传统方法模型,适用于变压器绕组松动故障诊断。     

大型电力变压器绕组纵绝缘波过程计算分析

阐述了电力变压器纵绝缘结构设计过程中绕组波过程计算简化等效电路模型及其计算方法,基于Maltab编写了绕组波过程计算程序,通过实例计算得到了变压器绕组电位及其梯度分布,将其同一种特殊移相变压器绕组波过程实验计算结果对比,电位梯度分布数据基本一致,由此证实该方法可行.     

基于改进PSO算法的变压器局部放电超声定位方法

电力变压器局部放电源超声定位已经演化为一个多学科的研究课题,具有明确的应用背景和重要的理论研究价值。研究了油中局部放电时超声波传播特性,建立了局部放电源超声定位的信号参数估计模型,将超声定位问题转化为一个带约束的非线性连续函数优化问题,在最优化框架内,应用了国际上最近提出的粒子群优化(PSO)算法进行求解。算例表明,文中算法具有计算效率高、通用性强、收敛速度快的优点,能有效防止结果陷入局部最优,计算结果明显优于最小二乘法。     

变压器绕组振荡波建模及轴向移位故障分析

从变压器自身属性分析了振荡波的机理,针对一台三绕组变压器搭建了有限元模型得到了绕组电气参数矩阵,基于绕组集总参数电路建立了全电容、电感矩阵参数下的振荡波时域数学模型,通过将仿真曲线与实测曲线进行对比验证了模型的有效性.然后以轴向移位故障为例,分析了轴向移位故障下变压器绕组参数的变化规律及其与振荡波之间的映射关系,重点分析了轴向移位故障下振荡波极值点的变化规律.研究结果表明:轴向移位故障下电容参数的变化对于振荡波有显著的影响,振荡波极值点幅值偏移量较大;随着故障程度的加深,振荡波的波峰、波谷逐渐向上偏移.     

基于电流方差的台区线损测算方法

对传统低压线损的计算方法进行分析，综合电量法和等效功率法的优点，提出了利用考核期内运行参数(实抄电量)确定线损指标的方法，并给出了电流方差的简化计算公式，简单实用，误差基本满足台区线损指标要求，最后给出了计算实例。     

多绕组变压器复合短路阻抗的求解方法

给出了复合短路阻抗的定义 ;提出了求解单相多绕组变压器复合短路阻抗的方法 :用常规的方法准确计算变压器所有两绕组间的短路阻抗 ;用论文中推导的公式计算变压器的导纳矩阵 ;利用各种短路工况所决定的端口条件 ,求解由上述导纳矩阵决定的多绕组变压器电压与电流关系线性方程组 ,获得变压器各绕组的电压、电流 ;利用这些已知的电压、电流 ,最后求得短路工况所决定的变压器复合短路阻抗。以我国最近研制成的 30 5km/h的高速电力机车主变压器为例 ,给出了各种复合短路阻抗的计算值和试验值。结果表明论文所提出的方法是正确的 ,有实用价值     

基于数据驱动的台区户-变关系核查方法研究

经济的不断发展使得低压配电网的规模日趋庞大,但同时暴露了台区线损管理中的一些问题。台区的户-变隶属关系错误是导致台区线损异常的主要原因之一。为了弥补检修人员需要对所有用户逐户排查方法的缺陷,提出了一种基于数据驱动的台区户-变隶属关系核查的方法。模型利用台区供、用电的历史数据,以台区折算后日线损率最稳定为优化目标,采用长时间尺度下滚动优化的方式,最终给出疑似发生户-变隶属关系错误的用户。最后通过两个实际的案例进行分析,结果表明该模型能够给出疑似档案错误的用户集合,实现台区户-变隶属关系核查的高效化。