( )联结平衡变压器运行特性的数学模型

( )联结平衡变压器是为适应电气化铁道牵引供电系统高电压、大容量发展趋势,减小由牵引变电站在电力网中引起的负序电流和谐波而提出的一种新型牵引变压器.本文考虑绕组漏阻抗,应用多绕组变压器理论首次建立了该变压器运行特性(即输入、输出特性,绕组电压、电流与负载电流之间的关系)的数学模型;讨论了数学模型在该变压器的分析和设计应用中的有关问题;利用物理模型对数学模型进行了验证.所得结果对于该变压器的绕组设计和运行分析具有重要意义.     

一种改进型Vv牵引变压器及其牵引供电系统仿真研究

针对目前电气化铁道牵引供电网存在谐波污染严重的问题,提出了一种具有谐波屏蔽功能的改进型Vv牵引变压器。首先介绍了基于传统Vv接线牵引变压器的牵引变电所接线方案;在此基础上,给出了改进型Vv接线牵引变压器的接线方案,并建立了谐波数学模型;基于谐波数学模型,分析求得滤波绕组的零阻抗设计和配套滤波器的全调谐设计是实现牵引侧谐波有效抑制的重要条件;最后,以某一牵引供电站实测数据为参考,建立了传统方案和改进方案的系统仿真模型。仿真结果表明:改进型Vv牵引变压器可将谐波电流有效地抑制在牵引侧,使得高压侧电流基本接近正弦波,谐波抑制效果显著,且滤波绕组电压等级较低,可有效降低滤波器的成本。     

十字交叉接线牵引变压器的运行特性(Ⅰ)--数学模型与理论分析

十字交叉接线牵引变压器实际上是三相三绕组变压器,已应用于我国电气化铁道2×25kV自耦变压器(AT)供电系统.针对其特殊的接线形式,采用了以磁势平衡方程、绕组接线方程、端口输出方程和电压传递方程为基础的多绕组变压器系统化分析方法,阐明了负荷电流和可能的零序电流在绕组中的分配关系;推导出了二次侧端口电压方程;给出了该变压器在相坐标下的节点导纳矩阵,以便同电力系统和牵引网接口进行有关分析.最后,分析了省掉变电所内AT和中性点不接地运行等问题.     

集成滤波电抗绕组变压器数学模型

集成滤波电抗绕组利用特殊的绕组排布设计方式,将滤波装置的空心电抗器集成于变压器绕组,目的在于精简装备个数,减小装备占地面积,在舰船供电系统、城市预装式变电站等谐波含量高,电气装备占地面积有限的场合具有广泛的应用前景。集成滤波电抗绕组作为变压器中的特殊结构绕组与其他正常供电绕组共同构成统一的绕组结构。本文给出了集成滤波电抗绕组变压器的基波电路模型与谐波电路模型,并基于多绕组变压器自感与互感的电压方程,推导各绕组基波电流与谐波电流计算公式;通过基波电流与谐波电流相加得到集成滤波电抗绕组变压器的数学模型。以某300k VA集成滤波电抗绕组舰船整流变压器样机及滤波系统为实验对象,通过对比变压器数学模型计算数据与实测数据,验证了本文数学模型的正确性。     

新型不对称接线三相变两相平衡变压器

平衡变压器具有消除零序电流和抑制负序电流的重要功能。不同于现有的平衡变压器两相或三相绕组对称结构,提出了一种新型三相绕组互不对称接线的平衡变压器。阐述了该变压器的基本原理和接线方案,并建立数学模型。在此基础上,得出一次侧和二次侧绕组的电流关系,导出了一次侧中性点电流为零时的平衡条件和两相解耦条件。该变压器具有满足平衡条件后两相自然解耦的优点。通过仿真分析和1kW模型机实验,证明了理论分析的正确性和可行性。该变压器采用三相三柱式通用铁心,每相仅2~3个绕组,绕组和铁心结构简单,材料利用率高;同时两相系统中有公共点和3次谐波电流流通的回路,综合性能良好,适合于作为电气化铁道牵引变压器等需要两相或单相电源供电的应用场合。     

YN/平衡变压器非理想参数特性分析与仿真计算

在我国的电气化铁道牵引供电系统中,YN/?平衡变压器(含阻抗匹配平衡变压器)是应用最为广泛的牵引变压器。该变压器绕组结构复杂,设计制造技术要求较高,特性分析难度较大。文中提出并证明了设计YN/?平衡变压器绕组阻抗必须满足的中性点接地条件与平衡条件;建立了YN/?平衡变压器的数学模型,并提出了标准规范的求解计算方法;理论分析与仿真计算表明,在设计平衡变压器必须满足的阻抗约束关系中,应优先满足中性点接地条件的要求;最后,还提出了交叉绕组短路阻抗计算的实用简化算法。文中对YN/?平衡变压器特性分析与设计制造中的理论与计算问题做了系统的研究。     

新型不对称接线三相变四相平衡变压器

提出了一种新颖实用的三相绕组接线互不对称的三相变四相平衡变压器。阐述了该变压器的接线方案,采用三相三芯柱式结构,A相芯柱有5个绕组,B相芯柱有3个绕组,C相芯柱有5个绕组但匝数结构与A相不同,三相绕组互不相同。建立了数学模型,推导出一次侧中性点电流的平衡条件并导出了一次侧和二次侧绕组间的电流和电压关系。仿真验证了上述理论推导的正确性和可行性。该新型平衡变压器一次侧中性点可接地,二次侧由双闭合三角形构成3次谐波电流回路,能有效改善电压波形,接线较简单,材料利用率高,综合性能良好,特别适用于电气化铁道自耦变压器(AT)供电方式和四相输电系统,具有良好的应用前景。     

电力变压器绕组状态实时监测算法

为及时发现电力变压器绕组变形等潜伏性故障,需要实时监测变压器绕组的状态。建立了变压器绕组的数学模型,利用变压器原、次边的电压、电流信号对变压器的短路阻抗进行在线辨识。其方法是:实时采集模型变压器原、次边的电压、电流信号后,针对电压、电流传感器采集信号的特点,应用小波变换除去噪声,再利用基于离散傅里叶变换的高精度相位识别法辨识各正弦量间的相位差,得到各负载情况下变压器绕组等效电路的短路阻抗。利用模型三相变压器搭建的变压器绕组状态监测平台进行实验,结果表明,变压器绕组未发生状态改变时,不同负载情况下短路阻抗的辨识差别不超过0.64%;若变压器绕组发生变形及匝间短路等故障,短路阻抗的变化量达到5.6%以上,证明所提出的监测算法是有效的。     

YN/(A)平衡变压器非理想参数特性分析与仿真计算

在我国的电气化铁道牵引供电系统中,YN/(A)平衡变压器(含阻抗匹配平衡变压器)是应用最为广泛的牵引变压器.该变压器绕组结构复杂,设计制造技术要求较高,特性分析难度较大.文中提出并证明了设计YN/(A)平衡变压器绕组阻抗必须满足的中性点接地条件与平衡条件;建立了YN/(A)平衡变压器的数学模型,并提出了标准规范的求解计算方法;理论分析与仿真计算表明,在设计平衡变压器必须满足的阻抗约束关系中,应优先满足中性点接地条件的要求;最后,还提出了交叉绕组短路阻抗计算的实用简化算法.文中对YN/(A)平衡变压器特性分析与设计制造中的理论与计算问题做了系统的研究.     

平衡变压器非理想参数特性分析与仿真计算

在我国的电气化铁道牵引供电系统中,YN/（A）平衡变压器（含阻抗匹配平衡变压器）是应用最为广泛的牵引变压器.该变压器绕组结构复杂,设计制造技术要求较高,特性分析难度较大.文中提出并证明了设计YN/（A）平衡变压器绕组阻抗必须满足的中性点接地条件与平衡条件;建立了YN/（A）平衡变压器的数学模型,并提出了标准规范的求解计算方法;理论分析与仿真计算表明,在设计平衡变压器必须满足的阻抗约束关系中,应优先满足中性点接地条件的要求;最后,还提出了交叉绕组短路阻抗计算的实用简化算法.文中对YN/（A）平衡变压器特性分析与设计制造中的理论与计算问题做了系统的研究.     

基于自激法的CVT试验电压计算方法改进分析

采用传统的自激法测量电容式电压互感器的电容量和介质损耗时,通常不考虑励磁单元变压器励磁回路分流作用对流过试验绕组电流的影响,因此算出的试验电压偏低,影响测量结果的精度.对此提出了试验电压计算新方法,即在定量分析电桥平衡时流过变压器一次绕组电流的基础上,建立励磁单元变压器T型等值电路模型,应用基尔霍夫电流定律求得校正后的试验绕组电流,证实了该电流值比未考虑励磁绕组分流作用影响的计算值小.现场试验结果表明流过试验绕组最大电流比采用改进算法前计算的值小20.69%,即试验电压值增加了约20%.该方法提高了试验电压计算结果的准确性,有利于发现CVT绝缘缺陷.     

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。     

向您提供以下技术转让项目

▲三相变二相阻抗匹配平衡变压器 一种能将三相电力系统变换为二相供电系统的新型平衡变压器,主要用于电气化铁道牵引供电系统或其他需要将三相电力系统变换为二相供电系统的情况。其技术特点是:该变压器克服了现有电铁应用的各种牵引变压器的不足之处,综合保留了其优点。一次绕组为星形接线,能引出中性点接地,降低了绕组绝缘要求,在低压侧二相负荷广泛变化下,无中性点电流通过。二次绕组二相电压在相位上相互垂直,有利于抑制负序电流,而无需附加设备。低压能引出公共结点与钢轨相连,无论用于电铁的直供、BT或AT供电系统对地电压均为27.5kV。三相伏安值相等,可采用三相三柱铁     

一种配电变压器绕组变形故障的在线监测新方法

针对电网对变压器绕组健康状态在线监测的需求,提出了一种新的变压器绕组变形故障在线监测方法。通过在线测量两种不同负荷下一次侧和二次侧的电压电流,计算出变压器的短路电抗值,进而反映变压器绕组变形情况。此方法的突出优势在于无需空载调零,不受激磁电流变化影响,不受运行中配电变压器一次侧电压随电网电压波动的影响且精度很高。将所提方法应用于不同容量的配电变压器,仿真结果显示该方法能够精确有效地在线测量正常变压器和有不同程度变形故障的变压器的短路电抗值,从而实现配电变压器绕组变形故障的在线监测。依据本方法的特点,设计了实现短路电抗在线监测所必需的数据采集模块和分析模块。     

换流变压器绕组内部故障定位研究

换流变压器是一种在换流站中的特殊种类变压器,由于换流变压器阀侧绕组所承受的电压为交流电压叠加直流电压和极性反转电压,并且两侧绕组中均有一系列谐波电流,换流变压器和普通交流系统变压器在设计、制造和运行中具有不同。在建立换流变压器内部故障模型基础上,利用小波能量相对熵和BP神经网络对换流变压器绕组故障进行定位。仿真结果表明,基于小波能量相对熵和BP神经网络的故障定位方法能准确的对换流变压器绕组故障进行定位。     

基于相分量法的星形自耦变压器全解耦模型

星形自耦变压器是12脉波整流器中常用的移相变压器,该变压器各绕组之间交互联结,在仿真软件中没有对应的仿真模型。为在仿真软件中模拟星形自耦变压器对12脉波整流器性能的影响,应用相分量法建立了该变压器的全解耦模型。通过分析星形自耦变压器的耦合电路,建立了描述支路电压、支路电流、节点电压、节点电流之间关系的过渡矩阵,进一步获得可以描述星形联结自耦变压器绕组联结结构、电气参数等信息的节点导纳矩阵,并应用该矩阵建立了描述星形自耦变压器的全解耦模型。该模型具有物理意义明确、易于实现等优点。仿真和实验结果表明,该模型可有效模拟星形自耦变压器。     

中心抽头变压器中并联绕组的均流设计

针对带中心抽头变压器在低压大电流场合应用时,并联绕组的布置方法对均流效果以及损耗的影响进行了研究。由于中心抽头变压器副边两个绕组是分时工作的,其并联绕组设计不同于单副边绕组变压器,不仅在并联绕组中存在电流不均分问题,而且邻近效应会在不工作绕组内产生涡流损耗。基于一维绕组模型和单副边绕组变压器并联绕组的均流方法,推导得到中心抽头变压器并联绕组的布置方法。该方法中参与工作的绕组的相对位置和单副边绕组一致,从而可使电流在并联绕组中均分,同时可减小不工作绕组由于邻近效应产生的涡流损耗。通过有限元分析和实验验证了该方法的正确性和有效性。     

采用不同基准容量计算VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗电压的研究

针对VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗计算采用基准容量规定不统一的问题, 选取额定电压为220 kV、高压容量40 MV·A、中压绕组容量(25+25) MV·A、阻抗电压为10.5%的VX接线单相三绕组牵引变压器为研究对象,分别收集阻抗电压以中压绕组容量为基准和以高压绕组容量为基准的产品技术资料,从阻抗、成本、损耗综合分析两种方案的优劣性,确定VX 接线单相三绕组牵引变压器阻抗设计以高压绕组容量为基准为最佳设计方案。     

牵引变电站动态无功补偿控制数学模型

为了减少电力牵引负荷对电能质量的影响,以Y/△-11接线的牵引变压器为例,分析了由电力牵引负荷引起的负序电流和电压损失,提出了以无功功率和母线电压为约束条件、以负序电流为目标函数的牵引变电站动态无功补偿控制的数学模型。根据电力牵引负荷的变化,计算出两供电臂所需的补偿容量,可在提高功率因数的同时,有效地减少牵引变压器高压侧的负序电流和低压侧的电压损失。     

变压器三角形绕组中环流的构造方法

由于Y,d接线变压器中三角形（△）侧绕组电流不易测量,使得变压器差动保护中存在电流相位补偿的问题,由此计算出的差流不能很好地反映本相励磁涌流的特征,也限制了基于等效瞬时电感变化的励磁涌流判据的应用范围。文中根据两侧绕组的电压方程,推导出△侧绕组环流与星形（Y）侧零序电压和电流之间的关系,提出了一种用于构造Y,d接线变压器中△侧绕组环流的方法,该方法与Y侧绕组接地方式无关,具有广泛的适用性。仿真与动模实验验证了该方法的正确性与有效性,结果分析表明,该方法有利于等效瞬时电感的计算及相关励磁涌流判据的实施。