考虑直流偏磁的变压器状态分析及量化评价

在中国交直流混联系统的快速发展中，由直流系统运行产生的直流偏磁现象对附近变压器的影响越来越大。为此，提出了考虑直流偏磁影响的变压器状态分析及量化评价方法。首先，从变压器噪声、振动强度和损耗3个方面量化了直流偏磁对变压器状态的影响，并给出了量化表达式；在此基础上，建立了考虑直流偏磁影响的变压器状态量化评价模型，并采用数据拟合法避免人工经验法的主观影响；最后，通过实际案例对比分析，证明了该模型方法能有效量化直流偏磁对变压器状态的影响程度。基于此，可以有效辨别变压器的实际工作状态，提高了运行维护人员工作效率和设备管理效率。     

直流偏磁下500kV单相变压器振动噪声的试验研究

直流偏磁是电力变压器的一种非正常工作状态,直流流入变压器后将在铁心中产生直流磁通,导致变压器铁心出现半波饱和、励磁电流严重畸变、局部过热、振动噪声增加等一系列问题,并且大容量单相自耦变压器更易受到直流偏磁的影响,对电网的安全稳定运行产生了严重的威胁.该文利用两台参数一致的250MV·A/500kV变压器分别进行了空载和负载直流偏磁试验,对变压器直流偏磁下的电压畸变率、励磁电流、振动和噪声进行测量,并分析研究其直流偏磁下的变化趋势、分布规律和频谱特征.试验结果为大型变压器在实际运行情况下的直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁下的振动噪声特性研究提供参考依据.     

城市轨道交通引起的变压器直流偏磁噪声与振动特性

城市轨道交通的发展容易引起变压器直流偏磁问题,噪声与振动特性监测是判断变压器运行状态的重要手段。为此,研究了由城市轨道交通引起的变压器直流偏磁问题的产生机理,对直流偏磁条件下变压器的噪声与振动信号进行了现场监测,分析了直流偏磁前后变压器噪声与振动特性,从中提取了直流偏磁特征量,并将该特征量与变压器噪声与振动信号的变化趋势进行对比。结果表明,变压器直流偏磁问题的产生与城市轨道交通的运行状态有关,变压器出现直流偏磁时,其噪声、振动以及中性点直流信号急剧增大且具有相同的变化趋势,以噪声与振动信号奇偶次谐波比为特征量能够对变压器直流偏磁状态进行有效评价。     

基于直流偏磁影响下变压器本体振动与噪声的在线监测

地磁感应电流或换流变压器中的直流电流分量易造成直流偏磁现象。而直流偏磁又是使变压器振动、噪声增大的主要原因,所以振动噪声水平是反应直流偏磁状态下变压器运行情况的重要指标。因此,针对直流偏磁对变压器带来的影响,本文开发了适用于交流变压器的振动与噪声实时监测系统,并专门编制了相应的采集和分析软件,可实现对振动时域频域波形的实时监测。系统分析了交流变压器直流偏磁电流对变压器振动与噪声的影响规律,从测点选择方法、监测思路及监测结果评价等多方面系统研究了交流变压器振动与噪声监测方法,为系统开展交流变压器振动和噪声的研究,分析变压器可能存在的故障提供了依据。     

直流偏磁引起的500kV电力变压器振动和噪声的现场测量与分析

设计了500 kV单相电力变压器振动与噪声在线同步监测方案,并通过振动与噪声传感器及相应的数据采集和分析系统实现了对广东惠州500 kV变电站单相电力变压器直流偏磁条件下的振动与噪声的实时监测。监测得到了500 kV电力变压器外壳上典型位置在直流偏磁前后的振动与噪声的时域波形数据,分析得到了500 kV单相变压器振动与噪声信号在直流偏磁前后的频率范围。试验结果表明:直流偏磁条件下电力变压器的振动与噪声幅值增加明显且频谱中出现了大量高次谐波,对于变压器的运行有着不利的影响。     

基于特征提取映射的变压器偏磁多场响应

针对变压器偏磁状态下的振动噪声问题,研究直流扰动水平与噪声的映射关系。结合一种电磁-机械-声的多物理场耦合方法,构建变压器三维有限元电磁-机械模型,基于电磁-机械耦合原理计算变压器在偏磁效应下电磁参数与构件振动情况,并利用声学仿真模块计算变压器空间声压分布。以三相组式变压器为例,研究多种交直流混杂模式下变压器电磁、振动及噪声变化情况,总结其模-态特征及变化规律。搭建动模实验平台,测量变压器构件振动和噪声参数,并将其与仿真数据进行对比,验证文中方法与结论的正确性。最后建立变压器偏磁状态下直流扰动水平与噪声参数的映射关系,利用可量测参量表征不可量测的异常信息,进而为偏磁监测、评估与抑制提供支持。     

陕湖直流岗上湾接地极周边220 kV变压器直流偏磁噪声的试验研究北大核心CSCD

随着±800 kV陕北—湖北直流输电工程建设,受端武汉换流站岗上湾接地极周边交流变压器受到直流偏磁的影响严重,产生了振动噪声加剧等一系列问题,影响电网的安全稳定。本文针对存在严重直流偏磁的220 kV永阳变电站,结合±800 kV陕湖工程直流偏磁测试,开展了变压器实际运行工况下的声级现场试验,研究了直流偏磁电流对变压器噪声的影响,比较了变压器不同部位的噪声差异。得到了变压器噪声随直流偏磁电流的非线性增加的规律,且变压器短轴侧有载调压机构箱右上方在直流偏磁影响下的噪声变化最严重。该试验结果为变压器实际运行工况下的直流偏磁噪声诊断和特性研究提供数据支撑。     

直流偏磁对变压器振动噪声的影响

取向硅钢片的磁致伸缩特性是引起变压器振动噪声的主要原因,并且直流偏磁在很大程度上加剧了变压器的振动噪声。本文首先测量了取向硅钢在不同磁密下的磁致伸缩蝴蝶曲线族,研究了轧制方向(RD)和垂直轧制方向(TD)磁致伸缩的特性,同时研究了直流偏磁对磁致伸缩特性的影响,然后用平均磁致伸缩曲线来模拟取向硅钢片的磁致伸缩特性,并将其应用到直流偏磁条件下一台160k V·A干式变压器空载振动的有限元计算。最后实验测量了直流偏磁条件下变压器铁心不同位置的空载振动,以及随着直流偏磁的增大,噪声声压级的值。综合有限元计算和实验测得的空载振动噪声值,分析了直流偏磁对变压器振动噪声的影响。     

单相三柱电力变压器振动与噪声特性的试验研究

对一台单相三柱电力变压器空载状态直流偏磁条件下铁心、油箱的振动和变压器噪声进行了实际测量,分析了直流电流对这些参数的影响,对变压器直流偏磁条件的运行提出了一些建议。     

直流偏磁下的电力变压器振动特性研究

从变压器直流偏磁振动产生机理及材料特性出发,提出变压器直流偏磁下的振动模型、风险评估方法及参考限值,对特高压直流输电工程单极对地运行下的极址周边发电机变压器和电网主变压器开展振动测试,验证振动模型及评估方案,为变压器直流偏磁下的振动特性及风险评估提供借鉴。     

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。     

基于多场耦合的变压器偏磁振动建模与仿真分析

变压器受偏磁影响时振动异常剧烈,基于变压器电磁力场耦合方式,采用有限元仿真与振动测试技术深入研究了变压器铁芯和绕组的偏磁振动特性。首先对变压器铁芯和绕组的电磁场数学模型进行推导,建立直流偏磁条件下的振动模型。然后将推导的数学模型应用到变压器振动分析的多场耦合建模中,以一次侧电压变量作为激励,仿真分析不同直流偏磁铁芯、绕组的机械响应情况。仿真结果与实测结果对比分析,验证了提出的变压器偏磁振动的多场耦合分析方法的有效性。     

基于有限元法的单相变压器直流偏磁仿真研究

中国±500 kV直流输电系统的运行经验表明:直流输电单极大地回路方式运行时,直流接地极电流会导致附近交流变压器直流偏磁现象,引起变压器局部过热、振动加剧、噪音增大。笔者运用ansoft软件分析了在不同直流偏磁情况下,变压器空载状态下的铁心磁场分布情况。结果表明,随着变压器直流电流的增加,变压器铁心饱和度愈高,磁感应强度增加,上下铁轭衔接处随着直流量的增加磁感应强度增加速率最大。     

铁心磁致伸缩引起的变压器油箱体积膨胀收缩振动

考虑铁心磁致伸缩的体积变化效应,建立变压器油箱体积振动模型,计算了球壳油箱的体积耦联振动自振频率,并对直流偏磁时变压器油箱振动和噪声案例进行分析。     

交直流混杂环境下三相变压器绕组振动研究

针对三相变压器在交直流混杂环境下的直流扰动问题,研究其绕组振动特性。建立Y/D变压器直流入侵状态方程,通过电磁耦合迭代辨识绕组电流,利用振动谐响应模型分析绕组振动。仿真计算变压器在不同运行方式下的直流偏磁电磁特性,研究不同直流扰动时绕组电流的变化及其振动特性,同时将不同条件下的绕组振动情况进行对比并总结规律。搭建三相变压器动模实验平台,开展380V变压器空载和负载直流扰动实验,获取绕组电流与振动信息。利用实验数据验证仿真结果的正确性。     

直流偏磁对500 kV变压器振动特性的影响分析

特高压直流工程单极-大地回路运行时,直流电流侵入大型变压器绕组,致使变压器振动加剧。为了深入了解直流偏磁对大型变压器振动特性的影响,分析了变压器的振动机理及直流偏磁的影响机制。在白鹤滩—江苏 ± 800 kV特高压直流输电工程调试期间,对500 kV三相变压器的中性点电流、振动信号进行了实测,量化了直流偏磁程度,分析了不同直流偏磁程度下变压器振动信号时域及频谱特征。提取了波形畸变比、奇偶次谐波能量比、累计能量占比、功率谱熵等特征量来分析直流偏磁对大型变压器振动特性的影响。结果表明：直流偏磁导致波形畸变,1个工频周期内2个半周期对应的振动波形不再对称分布;随着直流偏磁程度增加,振动信号主频分量改变,50 Hz倍频谐波分量增多,其中50 Hz奇次谐波增幅要大于偶次谐波,且影响主要集中在600 Hz以内;由于铁心饱和作用,直流偏磁增大到一定程度时,磁不平衡性降低,振动信号复杂度不再增加。     

大型电力变压器直流偏磁试验研究

以实例阐述了单相电力变压器的试验方法,研究了变压器在额定电压情况下发生直流偏磁时,励磁电流、运行噪声和振动等特性的变化。     

±1100 kV古泉换流站接地极对变压器直流偏磁的影响

文中对±1100 kV古泉换流站接地极周边变压器及变电站地网进行了直流偏磁影响研究,根据周边交流电网中变压器的直流偏磁电流分布进行分析,建立相应的直流电阻网络耦合模型,并结合变压器直流偏磁的耐受电流限值,提出相应的变压器直流偏磁治理范围及直流偏磁治理方案,为华东地区的接地极选址提供参考。     

一种新型变压器直流偏磁抑制装置

高压直流输电单极大地回路运行产生的地电流会导致变压器直流偏磁,引起变压器局部过热、振动加剧、噪声增大等不良反应.分析了直流偏磁对变压器影响以及抑制直流偏磁的主要方法,提出了抑制变压器直流偏磁的新装置拓扑,采用电位补偿原理,通过故障模拟仿真,完成了对整个装置的器件参数选型,为有关工程建设提供借鉴.