基于漏感辨识的变压器交直流混合运行保护方法

基于变压器直流偏磁电磁耦合机理研究其保护策略,建立直流扰动下变压器回路方程,根据端口量测信息时域差分原理研究变压器动态漏电感参数辨识方法,并在此基础上提出变压器在直流扰动下的保护判据。利用时域场路耦合方法模拟分析不同条件下变压器运行的电磁特性,利用关键电磁参数表征变压器直流偏磁异常现象,归纳励磁电流、动态电感以及动态漏电感在直流偏磁时的波动情况,并总结其变化规律。通过搭建动模试验平台,研究不同判据在直流扰动下的适用性,提出一种基于单侧漏感参数辨识的变压器直流扰动保护原理,仿真分析和动模试验验证了该保护方法的准确性和可行性。     

变压器电磁耦合模型中动态电感的计算方法

变压器瞬时电感参数计算是备受关注的研究内容。本文结合变压器直流偏磁问题,基于能量平衡原理计算动态电感。建立变压器电磁耦合模型,求解时变非线性磁场,利用局部线性化方法获取系统能量,从而计算动态电感;通过电路求解时域电流,并回馈磁场实现耦合。在此基础上模拟变压器直流偏磁电磁特性,分析在不同直流扰动下动态电感与非线性励磁的对应关系,并总结其规律。搭建实验平台,对比实测数据与计算结果,验证本文所采用方法的准确性。     

基于变压器T形等效电路的漏电感参数特性分析

在对变压器T形等效电路电感参数的研究过程中,发现了漏电感参数在铁芯不同运行方式下的变化规律.利用基于有限元原理的电磁场专业仿真软件Maxwell3D,对T形等效电路中漏电感参数在铁芯不同工作状态(不饱和与饱和)下的特性进行了仿真研究.结果表明:激励侧漏电感随饱和程度的加深,数值逐渐减小;感应侧漏电感随饱和程度的加深,数值逐渐增大;对于变压器总的漏电感而言,其数值与铁芯饱和程度无关,保持常数.通过采用有效主磁通的概念,重点着眼于变压器在不同工作状态下其等效匝数比发生变化这方面进行讨论研究,对仿真结果进行了定性分析并指明了其理论影响.     

交直流混合模式下变压器动态电感参数辨识方法EI北大核心CSCD

电力变压器在交直流混合模式下运行时的电感和电流变化与传统情况具有明显区别,该文结合电磁耦合机理提出一种动态电感参数的辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,以时域电流和动态电感为关键耦合参数,采用棱边有限元法求解磁场模型,利用局部线性化的方法获取系统能量,基于能量原理计算动态电感。采用四阶龙格库塔法计算时域电流,通过非线性磁场和微分电路迭代实现磁场与电路的耦合。研究无直流和交直流混合条件下变压器的电磁特性,结合励磁饱和状态,分析动态电感波动情况并总结其变化规律。通过仿真计算与实验数据对比,验证该文方法的有效性和所得结果的正确性。     

直流扰动下变压器励磁电流—振动关系研究

针对直流扰动下Y/Δ接线电力变压器,研究励磁电流与铁心振动之间的关系。基于三相组式变压器直流扰动电路,计算动态电感与时域电流两个状态变量,并利用变压器端口量测信息辨识励磁电流,利用励磁电流表征变压器励磁饱和状态。利用电磁耦合方法对不同直流扰动下的变压器电磁特性进行仿真模拟,计算其交直流混杂模式下的励磁电流与铁心振动加速度,研究励磁电流与铁心振动特性之间的关系。搭建220 V三相变压器直流扰动实验平台,在不同直流扰动下采集变压器励磁电流、铁心振动数据,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。     

基于电磁-机械顺序耦合的变压器直流扰动振动特性研究

电力变压器直流扰动状态下励磁电流畸变、谐波含量增加,导致内部构件振动加剧,严重危害变压器的安全稳定运行.本文针对变压器直流扰动下电磁-振动特性变化问题,研究变压器直流扰动下绕组电流、励磁电流及振动加速度变化情况.建立变压器电磁-振动模型,分析机械振动机理,基于变压器电磁-机械顺序耦合算法,仿真分析不同直流扰动状态下的绕...     

变压器直流偏磁下异常电流表征振动特性研究

针对变压器遭受到直流扰动时的铁心振动问题,建立单相双绕组变压器与三相三柱式Yd变压器的直流扰动振动模型。基于电磁耦合原理辨识绕组电流;构建振动谐响应模型研究振动特性,对不同直流扰动时的变压器电磁特性进行仿真计算;分析在直流影响下绕组异常电流和铁心振动加速度的变化特性,并总结其规律。搭建变压器交直流混杂动模实验平台,分别对绕组电流和铁心振动信号进行辨识和采集,并与仿真结果进行对比,证明了该文方法的正确性和有效性。     

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。     

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。     

单相变压器在不同直流注入方式下的偏磁效应

利用时域场路耦合方法分析了不同直流注入方式对变压器交流励磁的影响,将变压器直流偏磁计算转换为场的耦合计算和路的耦合计算,用场模型计算动态电感,以路模型求解时域过程,通过计算耦合参数分析变压器电磁参数在直流扰动下的变化规律,对比了不同直流注入方式对变压器偏磁效应的影响。最后将仿真计算与实验结果对比,结果验证了理论分析的正确性。     

交直流混杂环境下Y/?变压器铁芯振动研究

针对三相Y/Δ变压器遭受直流扰动时的励磁饱和与铁芯振动问题,提出了一种励磁-振动谐响应分析方法。建立直流入侵状态方程,通过电磁耦合迭代辨识励磁电流,以表征直流偏磁下变压器的饱和程度,同时建立振动谐响应模型分析铁芯振动。仿真计算变压器在交直流混杂环境下的电磁特性,研究不同直流水平下励磁电流的变化情况及铁芯振动特性,同时将三相组式变压器与三相三柱式变压器在直流扰动下的励磁-振动特性进行对比并总结规律。搭建Y/Δ变压器动模实验平台,利用励磁电流辨识模块监测电流波形,利用振动监测模块采集振动信号,通过实验数据验证仿真结果的正确性。     

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。     

双重有源桥双向DC/DC变换器新型控制方法的研究

针对双重有源桥双向DC/DC变换器在nU1>U2且处于重载模式下一个周期内的工作状态进行分析,得到高频电感电流的变化规律及电感电流变化与开关管触发信号之间的关系。研究了一种采用变压器漏电感电流作为控制参量的新型移相控制方法,将电压误差放大信号作为变压器漏电感电流信号的给定,并对提出的控制方法进行分析。最后,基于Matlab/Simulink制作了一个仿真模型,验证了新型控制方法的正确性和有效性。     

双转子永磁电动机有限元分析

在Maxwell环境下对双转子(对转式)永磁直流电动机进行了有限元分析。得到了电机的静态磁场分布,两个转子电磁转矩及电枢绕组电感参数随电流和转子相对位置变化等静态特性。同时分析了电机动态特性,得到绕组电流、对转的两个转子各自所受的动态电磁转矩以及两个转子的转速随时间变化曲线。改变控制主电路中开关管提前导通角,减小了电磁转矩波动范围。为进一步检验对转结构永磁直流电动机的控制系统和电机优化设计的方案提供了途径。     

特高压变压器直流偏磁对绕组电流的影响

为了快速而准确地分析特高压变压器负载下直流偏磁对各绕组电流的影响,基于棱边有限元法建立特高压变压器的时域场路耦合模型,在磁场模型中根据能量扰动原理,通过能量增量计算动态电感,在电路模型中利用动态电感参数建立瞬态电路偏微分方程模型并应用四阶龙格库塔法进行求解。针对特高压变压器大电感、小电阻带来的极为漫长的过渡过程以及直流偏磁计算易被忽略的难点,通过在电路模型中增加串联电阻,使达到稳态的时间大大缩短,并通过电压迭代补偿,有效消除串联电阻值导致的计算偏差,计算特高压变压器负载运行时受直流偏磁影响下的励磁电流与各绕组电流,并分析不同直流偏置电流对特高压变压器各绕组电流的影响。通过搭建与特高压变压器相同的铁心结构以及高、中、低压侧具备相同绕组匝数比和容量关系的缩比模型直流偏磁试验平台,验证了该文所提模型的正确性。     

绕组交叉换位排布方式下高频变压器阻抗建模及谐振特性分析

高频变压器设计中通常采用初、次级绕组交叉换位排布方式来降低漏电感和交流电阻,但是绕组结构改变会同时影响变压器内部寄生电容参数大小和分布情况,进而造成宽频带谐振特性发生变化。为了明确不同交叉换位排布方式对寄生电容、频变漏电感以及谐振频率的影响规律,该文首先结合绕组的排布方式和绕制方法,建立4种典型绕组结构的分布等效电容表征模型,基于能量等效原理推导出相应绕组排布方式下六集总电容表征模型的电容解析计算式。然后,为了计及宽频区间内绕组漏电感参数的频变特性,基于电磁对偶原理建立含频变参数有损电感表征模型,并给出各项参数提取方法。在此基础上,构建不同绕组布置方式下高频变压器宽频带阻抗特性分析模型。将寄生电容、漏电感参数以及开短路阻抗特性和谐振频点计算结果与仿真和实验测量结果进行对比,验证了所提方法的有效性。     

变压器直流扰动下励磁谐波与铁心饱和失稳研究

变压器遭受直流入侵时铁心励磁饱和程度加深,励磁电流发生畸变,谐波含量显著升高。针对该问题研究变压器励磁谐波与铁心饱和特性,并提出一种变压器直流扰动下铁心饱和失稳判据。基于电磁耦合原理构建交直流混杂模式下的变压器状态方程,利用端口电气信息研究励磁电流辨识方法,对励磁电流进行谐波分析并总结其变化规律,通过分析变压器直流扰动铁心饱和机理,研究铁心饱和失稳判别方法。通过仿真计算与动模实验深入分析变压器的电磁特性,并验证该方法的有效性。该研究为变压器直流扰动下铁心饱和失稳判别提供可行方法。     

三绕组变压器传统T型等效漏感在涌流过程中的适用性分析

三绕组变压器无法构建与两绕组变压器类似的具有准确物理意义的T型等效电路。采用微分方程证明三绕组变压器传统T型等效电路的2种推导过程都存在忽略励磁支路和解耦变换的局限性,进而提出基于受控电感的等效电路和准确漏感表达式。指出传统等效漏感与真实准确漏感存在物理概念差异和理论数值误差,揭示中压侧的传统等效漏感为零的本质原因。与基于现场录波的实测准确漏感相比,高压内置型高阻抗变压器的传统等效漏感误差较大,产生的空投零序电流偏差较大,影响保护整定、事故分析及措施改进,会增加误动风险。因此,传统等效参数不适合分析此类涌流问题,建议采用文中所提实际准确参数进行分析计算。     

基于零序过滤的变压器励磁电感计算方法及涌流识别

目前,以单相变压器T形电路为基础,利用等效瞬时电感的变化特性识别励磁涌流的方法效果较好,但计算励磁电感需使用变压器各侧绕组电流,对于Y,d接线变压器,如果电流互感器按典型方案配置,其三角形(△)侧绕组电流未知,故不能直接利用现有方法计算励磁电感。文中提出一种基于零序过滤的励磁电感计算方法,无需测量△侧绕组电流,只需利用△侧线电流就可计算出代表正、负序分量共同作用结果的励磁电感,且计算结果在变压器正常运行、故障及涌流时都有显著特征,可准确、有效地识别励磁涌流和内部故障状态。PSCAD仿真验证了该算法的准确性。     

基于参数辨识的变压器绕组变形在线监测方法

变压器绕组变形导致的内部匝间故障已经上升至事故率的首位,对电网安全性危害极大。为此,提出一种变压器绕组变形在线监测工程方法。利用以傅里叶为理论基础的动态向量模型,在保持高精度的条件下简化变压器电磁暂态模型,并讨论不同运行状态下模型参数辨识解的个数。当变压器空载合闸时辨识出绕组电阻参数,在变压器稳态运行时利用已辨识出的电阻参数修改参数辨识模型,并辨识漏感参数。利用绕组变形与漏电感参数之间的关系,实现对变压器绕组变形在监测。建立了变压器绕组变形的仿真模型,使用有限元方法计算变压器绕组变形的短路电感值,验证了变压器绕组在线监测方法的有效性。