220 kV线路距离保护在V ／ X接线牵引变压器短路时的测量阻抗分析

基于V/V接线牵引变压器低压侧短路时短路电流分析,推导出该短路情况下,电源侧变电所220 kV线路距离保护相间阻抗元件和接地阻抗元件的测量阻抗计算式,并根据计算式给出了V/V接线牵引变压器低压侧两相短路和三相短路时的220 kV线路距离保护的最小测量阻抗。对V/X接线牵引变压器的各种短路类型进行了分析,发现只要将牵引变压器等值参数Z变为Z′或Z″,V/V接线牵引变压器短路时对220 kV线路距离保护的测量阻抗的分析,同样适用于V/X接线牵引变压器短路情况。通过仿真实验,验证了所推导的测量阻抗计算式的正确性,其适用于V/X接线牵引变压器。最后基于上述理论分析和仿真实验结果,给出了220 kV线路距离保护整定计算公式和注意事项。     

220kV V/X接线牵引变压器现场感应耐压和局部放电试验

目前V/X接线牵引变压器主要用于高速铁路或客运专线,但对此类特殊变压器现场感应耐压及局部放电的试验方法鲜有报道。笔者结合国家标准和行业标准对中国高速铁路或客运专线220 kV V/X接线牵引变压器现场局部放电交接试验的标准、程序、加压方式及局部放电测量方法进行了分析和讨论,给出了对这类变压器进行现场试验的建议,同时计算了试验的相关参数。并对6个牵引变电所的此类变压器进行了现场实际试验,结果表明:该试验方法合理、可行,试验过程及结果符合标准要求。同时该试验方法解决了这一类特殊变压器现场感应耐压及局部放电测量试验的实际问题,对开展此类变压器现场局放试验具有一定的实际意义和参考意义。     

新型电子变压器的设计

根据常用电子变压器的电磁兼容性和安全方面的新要求,对其基本线路进行分析和改进.在输入端加入了滤波网络和输入保护电路,并加入了实用的输出保护电路.既实现了220V输入、12V/60W输出的功能,又大大提高了电子变压器的性能,达到了IEC制定的技术标准.通过理论和实验分析,证明了该设计的优点,并给出了元件参考参数.     

Y/Δ接线电力变压器内部异常励磁电流辨识

本文针对Y/Δ接线电力变压器,基于时域场路耦合模型提出一种励磁电流参数辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,基于能量扰动原理计算动态电感与时域电流两个状态变量,在此基础上利用端口电气信息研究变压器励磁电流参数的辨识方法。通过研究交直流混杂、匝间短路情况下的变压器电磁特性,结合变压器励磁饱和状态,总结励磁电流在不同异常状态下的变化规律。搭建220V三相组式变压器动模实验平台,在不同直流扰动、不同电压等级匝间短路条件下,利用励磁参数辨识模块辨识励磁电流,并将仿真结果与实验数据进行对比,验证仿真模型的正确性。     

基于多目标遗传算法的大功率高频变压器优化设计

随着大功率高频变压器容量的增加和工作频率的提高,变压器设计需要综合考虑变压器效率、寄生参数、绝缘和散热等问题。讨论了高频变压器损耗和寄生参数的相关计算,基于有约束的多目标遗传优化算法,提出一种在高频变压器设计中兼顾变压器绝缘、损耗和漏感大小等约束条件和优化目标的绕组结构优化设计方法,通过非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行优化设计。根据此优化方法设计一台220V/3.52kV,功率为3.52kW、工作频率为20kHz的高频变压器样机,实验验证变压器损耗和漏感计算结果的正确性和优化方法的有效性。     

高频变压器漏电感参数灵敏度分析及其半经验模型

为解决高频变压器绕组端部磁场强度水平分量造成的漏电感参数低估问题,提出了一种考虑端部效应的漏电感参数半经验计算方法.首先研究了高频变压器漏磁场能量对变压器铁心窗口区域各个几何结构参数的灵敏度,确定了漏电感参数的决定性影响因子;然后结合解析计算与数值计算方法,通过对20592次参数化有限元计算结果进行拟合,得到了高频变压器漏电感参数的半经验计算模型;最后通过调整每层的填充率将半经验模型推广到非连续导体的绕组,如矩形、方形等.该模型便于写入变压器设计程序,在变压器设计环节实现对漏电感参数的精确控制,各个参数较宽的取值范围保证了该模型具有广泛的适用性.将该模型的计算结果与现有解析公式以及实验测量结果进行对比,验证了该模型的有效性.     

双心式移相变压器冲击过电压的研究

移相变压器是一种特殊变压器,主要用于改善交流电网效率、提高电网传输能力,广泛应用于欧洲、北美等地区。以山东电力设备有限公司所研制的50 MV·A/220 k V双心式移相变压器样机为研究对象,对产品结构类型和试验方法进行分析,并结合仿真分析手段,对移相变压器的雷电冲击绝缘性能进行研究,为后续大容量、高电压产品的设计和生产提供依据。     

基于变压器励磁电流辨识的直流失稳与抑制策略

为进一步提高电力变压器抗直流扰动性能,针对电力变压器偏磁失稳问题开展其判别与抑制策略研究。根据变压器基本电磁机理构建直流扰动状态方程,利用端口电气信息研究变压器励磁电流参数的识别方法,并提出变压器在交直流混杂环境下的偏磁失稳判据。基于电路-磁场耦合模型仿真研究变压器在交直流混杂环境下的电磁特性,将励磁电流作为关键电磁参数反映变压器遭受(准)直流扰动时的异常,总结励磁电流在不同情况下的变化规律,通过分析不同偏磁失稳判据在(准)直流扰动下的适用性,研究基于励磁电流辨识的电力变压器交直流混杂异常判别方法。开展220V三相组式变压器交直流混杂实验验证该方法的正确性;结合现场10k V变压器试验分析其直流扰动励磁特性,进一步说明该文方法的有效性。最后,结合变压器直流扰动异常判别方法提出一种新型直流扰动抑制策略,仿真和实验结果验证了抑制策略的有效性。     

基于序分量法的V/V接线牵引变压器实用快速短路计算方法

三相V/V接线变压器在电铁牵引系统中得到广泛应用,然而V/V接线变压器结构相对于三相系统具有严重的不对称性,这给现有的以对称序分量为基础的电力系统整定计算带来困难。通过对V/V接线变压器的接线方式及其等效模型进行深入分析,提出了基于序分量法的实用故障计算方法,给出了各种故障类型的序分量图及计算公式。并与基于分相法的故障计算方法进行比较研究,结合算例验证了此方法的有效性。将其与现行输电网故障计算程序相结合,对现有故障计算程序的复杂故障计算模块略作调整,即可对V/V接线变压器故障进行快速计算,从而形成了一种广泛实用的计算方法。     

Y_N/V联结阻抗匹配平衡牵引变压器的仿真建模

根据YN/V联结阻抗匹配平衡牵引变压器绕组接线特点,采用Matlab/Simulink模块库,基于单相变压器的组合和参数设置,构建了YN/V联结平衡牵引变压器的动态仿真模型。仿真分析了二次侧对称和非对称负载时变压器的运行状态,以及单相和两相突然短路的过渡过程,获得了一次侧三相稳态电流值和各相序分量,与电流的理论计算值吻合较好,验证了模型的准确性。     

无接触式旋转变压器的设计及仿真

介绍了无接触式旋转变压器的基本结构和工作原理,根据电机结构的特点,采用有限元仿真软件Ansoft/Maxwell对电机的旋转式耦合变压器和旋转变压器两部分进行了独立的仿真分析。通过仿真分析,分别得出了电机的磁场分布图和输出电压波形,并利用Matlab软件的FFT谐波分析验证了两相输出的正弦性,为此种电机的优化设计提供了理论基础和依据。     

H桥级联型静止无功发生器研究

提出了一种采用不等直流电压的H桥级联型静止无功发生器,输出的电平级数多于其他串联H桥,并结合选择谐波消除技术,大大减少了输出阶梯波中的谐波含量,使发生器可以和电源端直接耦合,避免了通过曲折变压器耦和带来的缺点。同时针对级联逆变器直流电压不容易均衡的问题,提出了一种不需要改动硬件电路的均衡方法。通过M ATLAB对系统的启动、输出波形、动态反应进行仿真,证明了设计的可行性,表明了系统的运行效果。     

多重化逆变器的一种控制方法研究

多重化结构逆变器是一种新型结构的逆变器,该逆变器各功率单元构造相同,便于模块化设计和制造,系统可靠性高。各单元的输出通过功率变压器的耦合叠加实现高压输出,适合高压大功率场合。研究了多重化逆变器的一种控制方法,采用逆推的方法确定各单元的触发脉冲,通过多重移相叠加原理得到正弦波输出。能够应用较少的功率器件和较少的功率单元得到多电平的合成波,输出波形更加逼近正弦波,谐波含量小。应用Matlab软件进行仿真分析,验证了设计的合理性。     

多级串联高压大功率矩阵变换器的研究

提出和采用载波移相调制原理,仿真分析一种降压变压器次级绕组功率平衡的多级串联高压变频器,即一个次级变压器承担对称的3个三相-单相矩阵变换器输出,输出相位相同的三相-单相矩阵变换器通过升压变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、单相矩阵变换器阵列、载侧高频升压变压器以及滤波电路构成。仿真结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本特征。     

配电系统电子电力变压器不对称负载仿真

配电系统中经常会出现不对称负载运行的情况，研究不对称负载情况下电子电力变压器的特性和控制策略，对于电子电力变压器在配电系统中应用有重要意义.通过分析原方系统和副方负载的要求，提出了一种简单而有效的控制方案：其输入级在d-q轴系中采用直流电压外环和交流电流内环的双环解耦控制，其输出级采用基于输出电压瞬时值反馈的双环控制.在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型，通过对空载、满载、单相负载、不平衡线负载和非线性负载等条件下的仿真表明，针对三相四线配电系统电子电力变压器所设计的控制方案，无论是在对称负载还是不对称负载条件下，电子电力变压器都能实现原方系统输入电流正弦和负荷侧供电电压恒定，具有良好的负载特性。     

高功率因数的大功率开关电镀电源研究

介绍一种大功率开关电镀电源的设计方案.为解决电镀电源中出现的电流严重畸变问题,采用三相PWM高功率因数整流方案,采用TMS320LF2812实现逆变器的FB-ZVSPWM控制方式,功率输出采用变压器功率合成及倍频整流模式,降低了开关损耗,有效提高了开关频率和输出效率.采用Mathb对其进行了仿真.仿真分析和实验结果验证了设计方案的可行性,证明了设计的电源具有谐波污染小,功率因数高,转换效率高等优点.     

基于自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的直流输电系统仿真研究

为揭示自耦补偿与谐波屏蔽(新型)换流变压器电磁暂态瞬变过程，模拟直流输电系统中新型换流变压器网侧与阀侧端口电压、电流的输入、输出特性以及交直流之间的相互 作用，利用仿真软件Matlab分别建立了用于6脉动与12脉动直流输电系统的新型换流变压器仿真模型，并将其应用到直流输电系统动态仿真中。仿真结果表明：新型换流变压器取代传统换流变压器在一定程度上优化了直流输电系统的结构，通过对变压器第三绕组的零阻抗设计及绕组抽头处滤波器参数的合理配置，既能降低换流变压器网侧谐波含量、有效减少谐波与无功对换流变压器的损耗，又改善了换流变压器阀侧的线电压与相电流，有利于换流器可靠换相与正常运行。     

小功率电源和充电器的集成磁路分析和设计

为了提高小功率电源,特别是5W以下电源的功率密度和效率,提出采用新型EI方式的集成磁路CUK电路。不同于常规的电路分析方法,本文通过建立磁路等效计算的模型,求出其输入输出零纹波的判定条件,所得的零纹波条件与电路分析方法吻合。并对该CUK型电路的EI型集成磁路进行设计和开关器件及电容的选择,得到整个充电器的功率密度和效率,最后利用Matlab电路进行仿真得到输出波形。本文的设计针对输出功率为1W、输出电压为5V、开关频率为240kHz的小功率充电器,设计结果表明了EI集成磁路变压器是目前提高小功率充电器效率和功率密度的新型拓扑结构。     

面向中压配电网的电力电子变压器控制策略研究

为实现电力电子变压器在电力系统中保证各环节稳定工作以及良好的电能质量,根据电力电子变压器的自身特点,采用分级策略控制其运行工作,输入级与隔离级分别采用电压电流双闭环和电压闭环控制,用以稳定后逆变器的直流电压;输出级采用电压单闭环控制和恒频恒压(V/f)控制。搭建了基于Matlab/Simulink的三级电力电子变压器中压配电仿真系统,通过仿真实验验证了PET在两种控制策略下都能够输出稳定的三相电压电流,同时有效减少了谐波污染;对比不同控制策略下系统各环节的波形变化情况,对电力电子变压器在中压配电网的工程应用具有一定参考价值。     

线路电子式互感器渐变性故障诊断方法

目前对于电子式互感器渐变性故障在线诊断的研究较少。针对线路电子式互感器,从元件物理温度特性出发,构建线路电子式互感器电流电压漂移偏差故障和变比偏差故障数学模型。利用线路光纤差动保护装置采集的双端6个电流量及本端4个电压量,建立了线路电子式互感器渐变性故障诊断判据,通过将保护装置输出的电流电压值进行纵向及横向比较分析,能够快速准确地查找出故障互感器。该方法无附加硬件设备,在电子式互感器不停电、不脱网的条件下,可在现有保护装置上实现电子式互感器故障的在线诊断,通过Matlab仿真验证了该方法的正确性和有效性。