基于波前推进法的高压换流变压器附加损耗计算程序

随着国家电网日新月异的发展建设,直流输变电系统对高压换流变压器的性能提出了更高的要求。采用有限元法分析计算换流变压器损耗时,剖分方法的选择将直接影响计算精度。文中提出有限元计算程序HG-2D计算高压换流变压器的附加损耗,HG-2D采用波前推进法实现网格自适应剖分,并对网格进行了加密和Laplace光滑处理。最后对高压换流变压器ZZDFPZ-278 MVA/500 kV进行有限元计算,在额定分接下计算了单侧绕组各次谐波涡流损耗,绕组基波涡流损耗与实测值的最大误差为3.28%,小于某商业软件的9.3%,证明了算法的正确性和可行性。     

高压直流换流变压器附加损耗的计算

国内高压直流输电系统的发展对高压直流换流变压器性能要求愈来愈高.在换流变压器设计过程中,附加损耗是一项重要的参考指标.笔者介绍了基于趋肤深度控制的三维实体模型网格分层剖分方法和磁损耗计算方法,使用MagNet软件计算了一台换流变压器的构件损耗,并对国际基准模Problem 21B进行了验证性计算.基于Visual Ba...     

超高压直流输电系统换流变压器运行维护总结

超高压直流输电系统已运行20a。文章对超高压换流变压器和平波电抗器的故障与缺陷进行了统计分析,得以认为非电量保护误动及套管故障是导致换流变压器和平波电抗器非计划停运的主要原因。针对其主要故障及缺陷,提出了特高压换流变压器和平波电抗器的运行维护建议,以克服超高压直流设备运行维护的不足。     

直流偏磁对换流变压器运行影响分析

特高压直流工程因为输送容量大、传输距离远等优势在近年得到迅速发展和工程实践。但特高压直流工程一直存在直流偏磁现象,直流偏磁电流会导致特高压直流换流变压器的励磁电流畸变,引起振动和噪声加剧等不利影响,严重情况下会威胁换流变的安全稳定运行。首先对直流偏磁产生的原理进行了分析,通过计算确定了实际特高压直流工程中各因素的影响程度,搭建了特高压换流变铁芯模型对其励磁特性进行了仿真研究和试验验证。并利用有限元仿真对直流偏磁影响下的换流变振动和噪声进行了多物理场耦合建模和计算分析。研究结果对后续特高压直流工程中换流变压器的研制及换流站噪声超标的解决措施具有重要指导意义。     

特高压换流变压器支撑件的直流偏磁损耗计算

根据抑制特高压换流变压器直流偏磁原因温升的需求,提出研究换流变压器铁芯钢质支撑件直流偏磁损耗的计算方法,为设计与制造抑制温升提供依据。根据换流变压器的短路阻抗大以及拉板、夹件结构的设计特点,采用Ansoft Maxwell仿真软件,建立了包括铁芯和油箱、拉板等支撑件的三维有限元模型,考虑短路阻抗和拉板、夹件等因素的影响,完成了励磁电流、涡流场分布及涡流损耗效应的计算。结果表明,与普通变压器相比,换流变压器直流偏磁油箱及铜屏蔽的涡流损耗增加得较快,以及铁芯拉板的开槽方式,也会造成拉板涡流损耗增大。     

特高压交流线路对平行架设特高压直流线路的工频电磁感应影响

特高压交流/直流输电线路平行架设可以提高走廊利用率。同时,特高压交流线路通过电磁耦合会在特高压直流线路上感应出工频交流分量。在直流线路上感应产生的工频电流分量,经过换流器后会产生直流分量。此直流分量流经换流变压器,导致换流变压器偏磁。采用EMTDC程序建立了特高压交/直流输电系统仿真模型,对交流输电线路对平行架设直流输电线路产生的电磁感应影响进行仿真研究,分析了特高压交/直流线路平行架设长度、接近距离、线路换位以及单相接地故障等因素对工频电磁感应的影响。另外,对比分析了特高压单、双回线路与特高压直流线路平行架设,特、超高压交流线路与特高压直流线路平行架设下特高压直流线路上的工频感应电压、电流和直流偏磁电流。     

电力变压器的GIC-Q损耗算法的研究综述

地磁感应电流(GIC)引起的电力变压器直流偏磁在全球的电网中几乎同时发生,GIC直流偏磁次生的全网变压器无功损耗同时增大可能导致电网电压不稳定,研究电网中各种变压器GIC无功(GIC-Q)损耗的算法是认识GIC-Q危害以及防治地磁暴电网灾害的基本手段之一。根据我国特高压大电网地磁暴灾害防御研究的需要,从变压器GIC-Q损耗工程算法和理论算法2方面,综述了国内外高压及超高压变压器GIC-Q损耗的算法及其研究进展,分析了我国单相四柱式和五柱式特高压变压器GIC-Q损耗工程算法和理论算法的研究需求,提出了特高压变压器GIC-Q损耗计算以及大规模电网GIC-Q计算上需要研究解决的问题。     

一台特高压换流变压器温升试验的分析与计算

通过详细分析换流变压器的温升试验原理,比较了换流变压器与普通电力变压器温升试验的区别,阐述了换流变压器温升总负载损耗的计算方式,通过一台特高压换流变压器温升试验实例介绍了换流变压器总负载损耗的计算及热时间常数的确定,并提出相关建议。     

特高压直流输电系统阀厅金具表面电场精细求解

特高压直流输电系统阀厅内部结构复杂,采用有限元(FEM)法模拟计算其内部电场时剖分困难。为此,结合某±800 k V特高压换流站阀厅的3维全模型,基于模块化与独立化的思想,提出了实体模型区域化网格剖分方法。该方法克服了复杂模型下网格剖分困难、对计算机硬件要求高的问题,剖分后可获得质量较高的网格。针对模型单元数较多的情况,选用不完全Cholesky分解预处理共轭梯度法(ICCG)求解复杂模型的有限元方程组。最后结合区域网格剖分与子模型技术,实现了阀厅内局部区域电场强度的准确计算。结果表明:将求解域尺寸设置为内部模型尺寸的1.3倍以上时,所得到的切割边界符合子模型计算要求,此时边界上的最大计算误差≤2%,子模型电场计算精度满足要求。     

换流变压器在极性反转下的瞬态电场分布特性研究

对换流变压器器身主绝缘建立了瞬态电场计算模型,分别对绝缘介质进行了各向同性线性或非线性与各向异性线性或非线性计算分析。得到了实际换流变压器模型在极性反转试验电压下绝缘结构中瞬态电场变化的分布规律,为准确进行换流变压器绝缘结构设计提供了有价值的应用结论。     

高压直流换流变压器电磁场特性的数值应用研究

利用有限元方法,对高压直流换流变压器建立了电磁场计算模型,对换流变压器设计中电磁场特性进行了数值应用研究,分别得到了电场和瞬态漏磁场的分布规律.     

电力变压器附加损耗计算及影响因素分析

为了准确计算并抑制变压器的附加损耗,笔者提出了计算电力变压器附加损耗的涡流场分析方法,对两种型号的油浸式变压器的涡流以及附加损耗分布进行了计算。在涡流场的计算中,通过对铁心材料磁导率和电导率各向异性的处理来等效铁心片之间的叠积效果。文中给出了各主要金属构件中的涡流以及涡流损耗的分布,并对影响附加损耗的几个因素进行了分析。结果表明:结构件采用非导磁材料;适当的调整各结构件之间的尺寸以及采用中部出线的分接类型都可以有效地降低附加损耗。最后,对多种型号的变压器附加损耗进行了试验验证,计算与试验数据吻合很好。     

新型换流变压器绕组电磁力的分析计算

为充分了解新型换流变压器的内部漏磁场分布和各绕组受力情况,基于边单元法建立了新型换流变压器的三维有限元模型,采用非线性求解,精确分析了变压器在稳态和短路条件下的三维漏磁场分布,并获得各绕组两种工况下的轴向和径向漏磁感应强度的分布情况;采用电磁力计算方法分析计算了新型换流变压器在稳态和短路条件下的各绕组的电磁力。该方法可完全避开传统电磁力计算方法的局限性,适用于同心式、交错式和矩形等多种绕组结构,可为变压器的绕组及垫块设计和制造、绕组承受短路的稳态、动态特性分析和绕组故障分析提供科学数据,具有一定的理论和工程应用价值。     

换流变压器极性反转试验的数值模拟

换流变压器绝缘结构中的油浸纸、纸板的电导率呈各向异性、非线性特性.从利用罚函数法获得的有限元状态方程出发,应用龙格库塔法对状态方程进行求解,计算了一个实际换流变压器模型在极性反转试验电压下绝缘结构中瞬态电场的变化.计算结果表明,各向异性非线性媒质中的电场分布与各向同性线形媒质中的电场分布有很大不同.为了准确的进行换流变压器绝缘结构设计,需要考虑媒质的各向异性非线性特性.     

新型整流变压器直流偏磁下的电磁特性分析

利用Ansoft软件建立了新型整流变压器的场路耦合数学模型及相应的有限元模型,采用非线性求解精确分析了直流偏磁条件下变压器在空载和稳态运行时的谐波电流情况,并通过加入特征次谐波电流源、投入滤波器研究变压器在抑制谐波、减小机身振动、降低噪声方面的功效,具有一定的实用价值。     

高压直流换流变压器油纸绝缘线性与非线性电场分析

换流变压器油纸绝缘材料的电导率受电场强度与温度的影响呈非线性变化。为研究材料非线性对换流变压器极性反转电场分布的影响,对油纸绝缘电导率的非线性变化规律进行了数值拟合,利用RC等效电路进行了计算与分析,并运用Elec Net有限元软件对一台±400 k V换流变压器网侧和阀侧绕组端部电场进行了仿真。计算与仿真结果表明非线性材料极性反转完成时油中最大电场强度为线性材料的78%,但稳态时油中电场强度是线性情况下的36倍。电导率的电场强度非线性会均化由温度梯度带来的电场梯度。最后根据计算与仿真结果提出绝缘的改进方向。     

有限元网格的自动生成及快速实现

介绍了Delaunay三角剖分的网格自动生成方法，详细阐述了几何结构的初始三角化和网格和全自动生成过程，并对其采用的面向对象的程序设计语言VisualC＋＋的具体实现过程进行了简单介绍。     

油浸式变压器绕组涡流损耗及温升分布研究

利用有限元方法,分析变压器绕组涡流损耗的分布,并基于变压器发热与冷却理论,确定变压器绕组温升分布工程计算方法。通过产品算例的热点温升测量与计算结果比较,检验计算方法的合理性,为油浸式变压器绕组温升分布的合理计算和预防局部过热问题,提供了简单有效的分析方法。