谐波电流下油浸式配电变压器负载损耗及绕组热点温度分析

为了研究电流畸变情况下油浸式配电变压器负载损耗和绕组热点温度的变化规律,基于IEEE StdC57.110中的绕组涡流谐波损耗因子和杂散谐波损耗因子,并考虑绕组在谐波电流下的集肤效应会增强,定义了绕组电阻谐波损耗因子,从而建立了变压器在谐波电流下负载损耗计算模型。考虑到绕组涡流损耗密度分布不均对绕组热点温度的影响,利用文中所建立的变压器在谐波电流下负载损耗计算模型修正了IEEE Std C57.110:2008的绕组热点温度计算公式。分析结果表明,谐波电流会引起较大的额外负载损耗,谐波畸变率为40%和60%时负载损耗分别增加了近0.5倍和1倍,此时顶层油温和热点温度也有较大增加,顶层油温升和热点温升在畸变率为40%时分别达到了71.6、102.7 K,远超过温升限值。同时发现谐波频率越高,负载损耗和热点温升增加越快。     

谐波电流扰动下配电变压器损耗计算与绝缘寿命损失评估

针对谐波电流引起配电变压器损耗增加、热老化加速、绝缘寿命下降的问题,提出了一种计算谐波电流扰动下变压器空载损耗的方法。通过对Yyn0和Dyn11联结的配电变压器在谐波电流扰动下的杂散损耗分析,改进了基于谐波损耗因子的变压器负载损耗计算方法,修正了热点温度计算模型。以98℃为变压器热点温度基准值,利用6℃准则修正了IEEE C57.91中的绝缘纸相对老化因子计算方法。计算及试验结果表明:变压器损耗随谐波电流畸变率增大有较大增加,造成变压器绝缘系统寿命损失,缩短变压器运行寿命。     

谐波电流下干式变压器温升及带负载能力的研究

谐波电流对干式变压器造成损耗增加、温度升高、加速绝缘材料热老化等不良影响。针对上述问题,利用谐波损耗因子计算干式变压器在不同畸变率下的谐波损耗,并应用有限元ANSYS Workbench软件建立了干式变压器三维模型。仿真研究了各电流畸变率下干式变压器谐波损耗对内部各部件的温升影响。通过采取降低干式变压器负载容量的方式,降低因谐波损耗所引起的额外温升,将干式变压器内部各部件的温升有效地控制在限值范围内,并得到了电流畸变率与干式变压器带载能力的关系。计算与仿真结果表明,谐波电流会使干式变压器的各种损耗增加,从而引起各部件温度升高,降低带载能力。     

谐波对变压器绝缘老化的影响分析

变压器作为必要的变电设备,其安全经济运行至关重要。为研究谐波对变压器绝缘老化的影响,从理论上分析最热点温度与谐波含量的关系,及最热点温度对变压器热老化率、老化加速因子及剩余寿命3个指标的影响,通过仿真分别绘制了自然油循环、强迫油循环、强迫油循环导向3种冷却方式下变压器热老化率、绝缘老化加速因子、剩余寿命与谐波电流总畸变率的关系曲线,量化了谐波对变压器绝缘寿命的影响。     

单相变压器直流偏磁试验与仿真

6台单相变压器组成三相组式变压器，分别对变压器开路、低功率三相四线制对称负载、低功率三相四线制不对称负载、低功率三相三线制不对称负载和额定功率下三相四线制对称负载5种情况下的变压器一次绕组电流、一次和二次绕组电压就不同直流入侵情况下进行了测量。研究变压器以上5种工作状态下，直流入侵导致的励磁电流和一次绕组电流畸变和谐波分布、一次绕组电流峰值和各次谐波与直流电流的关系曲线、不同运行方式对直流偏磁的影响。试验发现，变压器直流偏磁将导致空载电流畸变，空载电流峰值及各次谐波随直流电流的增加直线上升。谐波阶次越低，增加速度越快。变压器负载情况下，功率越大，奇次谐波随直流的变化增加速度越慢，偶次谐波增长速度基本不受负载的影响。利用非线性磁滞回线与励磁电流波形的关系，对试验模型进行了仿真计算，同时得到了变压器铁心无直流偏磁和有直流偏磁下的磁滞回线。计算模型建立在Jiles-Atherton理论基础上，计算与试验吻合较好，验证了变压器非线性模型的有效性和正确性。     

谐波电流下配电变压器热点温度计算与仿真

针对谐波电流下配电变压器热点温度的计算问题,基于谐波损耗建立了谐波电流下配电变压器热点温度及顶层油温的计算模型,引用谐波损耗因子计算谐波电流下配电变压器谐波损耗,并采用有限元Fluent软件,仿真验证基于谐波损耗的热点温度计算模型的准确性。计算和仿真结果表明:考虑谐波及负载损耗影响的配电变压器热点温度的计算方法,提高了谐波影响下热点温度计算的准确性,为进一步研究谐波电流对配电变压器绝缘寿命的影响提供了新的方法和手段。     

变压器谐波损耗的计算与分析

研究变压器谐波损耗的计算,对变压器的经济运行、降损和节能都有重要的意义。首先对变压器的损耗及其计算进行了详细的分析,在此基础上,提出了一种计算变压器谐波损耗的方法。该方法借助谐波影响下变压器的等效电路,利用叠加原理,推导得出了变压器谐波损耗的计算公式。应用该方法计算变压器谐波损耗更清晰、简洁,而且便于进行编程实现。最后,对变压器谐波损耗与谐波电流畸变率的关系进行了研究,并得出了变压器谐波损耗与谐波电流畸变率的关系曲线。     

谐波电流作用下变压器损耗及绝缘寿命的计算

谐波电流通常会对变压器造成损耗增加、温度升高、绝缘寿命缩短等不良影响。在分析谐波电流作用下集肤效应对变压器绕组电阻影响的基础上,定义了绕组电阻谐波损耗因子,利用谐波损耗因子计算变压器损耗。修正了热点温度计算公式,基于绝缘等值老化模型计算谐波电流导致的变压器绝缘寿命损失。最后,建立了六脉波整流仿真模型,验证了谐波损耗计算方法的准确性和谐波电流导致绝缘寿命损失计算的重要性。     

变压器谐波损耗的计算与分析

研究变压器谐波损耗的计算,对变压器的经济运行、降损和节能都有重要的意义.首先对变压器的损耗及其计算进行了详细的分析,在此基础上,提出了一种计算变压器谐波损耗的方法.该方法借助谐波影响下变压器的等效电路,利用叠加原理,推导得出了变压器谐波损耗的计算公式.应用该方法计算变压器谐波损耗更清晰、简洁,而且便于进行编程实现.最后,对变压器谐波损耗与谐波电流畸变率的关系进行了研究,并得出了变压器谐波损耗与谐波电流畸变率的关系曲线.     

带畸变负载变压器谐波损耗的简易数字测量法

介绍了供给非正弦负载变压器谐波损耗的简易数字测量方法：仅用与变压器输出端电压、电流工频分量相对应的有功功率P21和传输给负载的有功功率P2间的差值来表示变压器中的谐波损耗,不必使用高压侧的传感器,且P21和P2都是从处理相同数字信号的同一仪表中获取,因此该测量方法不仅简单易行,而且测量结果更加准确。     

基于谐波损耗的干式变压器降容研究

IEEE Std C57.110中给出了计算电流畸变情况下变压器损耗的计算方法,其利用绕组涡流谐波损耗因子和杂散谐波损耗因子计算变压器的涡流损耗和杂散损耗,但忽略了绕组高频交流情况下集肤效应和邻近效应引起的附加损耗,计算精度受到一定影响。为了精确计算变压器谐波情况下的损耗,引入了绕组电阻谐波损耗因子,考虑了谐波情况下绕组集肤效应引起的损耗,并据此计算变压器最大负荷电流。在此基础上,研究了电流畸变率对干式变压器降容率的影响,计算结果表明谐波对干式变压器最大负荷电流及带负载能力有较大影响,当谐波畸变率达到60%时,变压器带负荷能力减小一半。     

基于有限元方法的谐波对变压器损耗特性分析仿真

介绍了配电变压器电磁特性,分析了负载率、空载损耗、负载损耗对变压器效率的变化趋势。利用有限元方法和MATLAB联合建模仿真,分析实际电网工况中的谐波畸变率和不同负载类型对变压器损耗的影响。     

考虑集肤效应和邻近效应的变压器绕组谐波损耗计算及实验研究

基于国内外现有变压器谐波模型发展情况及其适用范围的局限性,以进一步精确量化变压器绕组谐波损耗为目的,建立了绕组谐波损耗模型。该模型综合考虑谐波情况下集肤效应、邻近效应对绕组的影响,基于电磁场原理分析绕组电阻参数畸变特性。进行了各次谐波电流下的绕组电阻测量实验,将实验测量值、传统模型计算值与该模型计算值进行对比,结果证明该模型提高了计算精度,使得变压器绕组损耗计算更加精确。最后基于实验测量值,建立了变压器绕组谐波电阻工程实用模型,对工程计算具有一定的指导价值。     

Effective utilization of cables and transformers using passive filters for non-linear loads

In the literature, it is well known that transformers and cables have excessive losses or overheating under non-sinusoidal current conditions. Accordingly, they have reduced current carrying capabilities (or loading capabilities) for that kind of conditions. This paper aims to employ passive filters for the effective utilization of the cables and transformers in the non-sinusoidal systems. Consequently, an optimal passive filter design approach is provided to maximize the power factor expression, which takes into account frequency-dependent line losses, under non-sinusoidal background voltage and line current conditions. The individual and total harmonic distortion limits placed in IEEE standard 519 are taken into account as constraints for the proposed approach. Besides, keeping the load’s displacement power factor at an adequate range is desired by the proposed approach. The proposed approach and the traditional optimal passive filter design approach, which aims to maximize the classical power factor expression, are comparatively evaluated for an industrial power system with a group of linear and non-linear loads, overhead transmission lines, cables and a transformer. Numerical results show that the proposed one has a considerable advantage in the improvement of the total supply line loss and the transformer’s loading capability under non-sinusoidal conditions when compared to the traditional one. On the other hand, for the simulated system cases, both approaches lead to almost the same current carrying capability value of the cables.     

变压器降容率及谐波损耗因子FHL与K的比较

谐波电流引起变压器附加损耗,受绕组或油温限制,变压器需要降容量运行.在介绍了反映谐波涡流损耗的两个常见因子,即K和FHL,以及变压器谐波损耗公式的基础上,本文推导了两因子确定最大允许谐波电流值的不同机理及其相互关系.     

基于频变特性的变压器谐波损耗分析

工业变频设备和高频装置的广泛应用导致电力系统谐波污染加剧,致使非线性负荷下的变压器损耗计算与分析备受关注。研究了谐波等值模型,修正了传统曲线拟合谐波损耗计算法,从涡流场角度分析模型准静态磁场中不同材料的磁扩散情况,归纳出其谐波频变特性。同时,考虑不同频率谐波下绕组的等效非线性参数和谐波损耗叠加计算,对谐波损耗进行修正。...     

三相不平衡对配电变压器损耗影响的研究

在配电网中,配电变压器三相不平衡运行状态普遍存在。三相不平衡会使配电变压器产生附加损耗,导致变压器局部过热,从而对变压器的绝缘寿命、带负荷能力产生很大影响。文章对常用的Dyn11和Yyn0联结方式的配电变压器建立了等效电路模型,研究其在三相不平衡状态下的损耗情况。仿真及试验结果表明,三相不平衡使变压器的损耗大幅增加,且随不平衡度的增加呈二次函数增长,不平衡度为50%时变压器损耗将增加一倍。为了保证变压器的运行安全及运行寿命,在不平衡情况下运行时,需要降低其负载率。     

电力变压器经济运行分析

为了实现电力变压器的经济运行,从损耗基本概念出发,对变压器损耗进行了定性和定量分析。以某220 kV变电站的2台变压器为例,对不同负载率下的有功损耗、无功损耗以及综合损耗进行了详细对比。结果表明,受制造工艺影响,2台同容量变压器即使处在同一运行条件下,其有功和无功损耗最低时的负载率仍可能存在一定差别,由此导致其综合功率损耗也会存在差异。最后从变压器自身降耗和技术管理2方面出发,提出了相应的实用降耗措施。     

畸变磁通作用下变压器铁心模型损耗的实验研究与模拟分析

对畸变磁通条件下产品级变压器铁心模型的损耗进行了实验研究,考察了谐波相位差变化对铁心损耗的影响。给出了一种能够考虑畸变磁通条件下铁心损耗的工程计算方法,该方法可有效地考虑局部磁滞回环对铁心损耗的影响。结合MagNet电磁分析软件,计算了产品级变压器铁心模型的铁心损耗,通过对比实验结果证明了方法的有效性。