超导变压器几种不同绕组形式的环流分析

由于超导材料的零电阻特性,绕组各支路或并绕导线间漏电抗小小的不平衡将会引起很大的环流.环流的存在使得磁场分布更不均匀,进而影响交流损耗和临界电流.本文采用磁场计算与电路分析相结合的方法,即在用有限元法分析磁场并计算反映支路间电磁耦合的电感矩阵的基础上列写电路方程,计算了低压绕组取圆筒式、螺旋式和饼式等三种形式8种情形的环流,并分析了支路电阻对环流的影响.结果表明,仅从减小环流看,圆筒式绕组较螺旋式和饼式绕组更适合具有多根导线并绕的情况;而从减小环流和减少导线焊点考虑,双螺旋式绕组具有优势.同时还证明就环流来说,不能将二次侧圆筒式绕组各层两端短接后用铜线过渡到相邻层来代替绕组轴向并绕导线在层间的换位.     

中频变压器并联绕组环流的频率特性及其对等效电阻的影响分析

传统降压型大容量电力变压器普遍使用一次侧分段串联、二次侧并联(PSSP)的绕组形式,以增加二次绕组的导体截面积,但是PSSP变压器应用于中频场合会产生绕组环流问题。为分析PSSP变压器绕组环流,该文建立PSSP变压器的耦合模型,提出用转折频率描述环流比例系数幅值的关键特征,并推导转折频率计算公式,进而研究二次绕组直流电阻不对称、耦合电感不对称对绕组等效电阻的影响,并建立实验平台。结果表明,考虑环流理论模型计算得到的等效电阻值与实测值误差在3%以内,转折频率的计算公式同样得到了验证,可用于中频变压器并联绕组的设计校核。     

换向元件的回路环流和单层电枢绕组

本文分析两种结构绕组可能出现的环流问题。为解决对称双叠电枢绕组的环流,提出了单层电枢绕组结构,并指出了此种绕组的特点和使用价值。     

变压器绕组故障的有限元法分析

运用有限元进行仿真,可以得到故障时变压器一次绕组和二次绕组的一次电压、二次电压、一次电流、二次电流和环流。然后通过自制的变压器模型,用实验的方法得到与有限元法相对应的数据,并进行误差分析,从而最终验证了有限元法的可行性和准确性。     

基于定子绕组并联支路环流特性的发电机故障识别方法

分析了发电机气隙磁势、磁导、磁密、定子绕组两条并联支路的感应电势和电路方程,得到定 子绕组并联支路间的电压差表达式。通过分析正常及故障运行时各参数的变化得到了并联支路电 压差和环流特性,理想电机在正常运行时不存在电压差和环流,而转子绕组短路故障将引起二次谐 波环流,定子绕组短路、定转子气隙静偏心、气隙动偏心故障将引起基波环流。由于不同故障引起 的环流特性存在差别,提出了基于定子绕组并联支路环流特性的发电机故障识别方法,并实测了 SDF-9型故障模拟发电机正常及故障运行时的环流信号,与理论分析结果基本吻合。     

转子偏心对发电机非正规绕组环流损耗的影响

为研究转子静态偏心对汽轮发电机支路不对称绕组环流及环流损耗的影响,以一台2极397 MW汽轮发电机为例,建立了其二维瞬态场有限元求解模型,对电机转子在不同偏心率下的定子绕组各支路环流进行了分析计算,得到了支路环流随时间的变化规律,给出了各支路环流的谐波含量,并在此基础上求取了支路环流损耗;最后将计算结果与支路对称时的情况进行了对比。分析结果表明,转子静态偏心情况下支路不对称绕组的环流损耗随着偏心率的增大而增加,在相同的偏心率下支路不对称绕组的环流损耗大于支路对称绕组的环流损耗,在支路不对称绕组的工程设计中应充分考虑环流损耗所带来的影响。     

新型多星形移相变极电机中定子绕组附加环流损耗的计算方法

主要提出了新型多星型移相变极电机定子绕组附加环流损耗的实用计算方法,分析了定子绕组支路不平衡时支路电流的分布情况,计算了样机定子绕组附加环流损耗,并与实验结果相比,证明计算方法的正确性.同时研究了负载及支路不平衡度大小对定子绕组附加环流损耗的影响,得到有益的结论.     

基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及环流计算

为了有效地解决多绕组变压器建模复杂、复合短路阻抗计算时间长及多并联绕组间环流计算难等问题,结合由自感和互感描述的变压器等效电路模型,提出了一种基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及多并联绕组间环流的求解方法。该方法通过等效单匝电感矩阵求解出所有两两绕组间的短路阻抗,并结合复合短路阻抗的定义和端口条件,在Matlab软件中编写相应的通用计算程序,可一次性求解出任一所需的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流大小。最后,以某一实际12绕组变压器为例,采用所提方法对复合短路阻抗和环流进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,该方法能够准确地计算出各种短路工况条件下的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流情况,可以满足工程设计的要求。     

连续式绕组环流损耗的计算

连续式绕组环流损耗的计算董素同（保定天威集团有限公司,保定０７１０５６）图１连续式绕组等效换位对于多根导线并绕的连续式绕组,虽然相邻线饼之间都要进行一次标准换位,但其换位效果与只在绕组中部进行一次标准换位相同,即连续式绕组等效换位如图１所示（以６根导...     

基于定子绕组并联支路环流特性的发电机故障识别方法

分析了发电机气隙磁势、磁导、磁密、定子绕组两条并联支路的感应电势和电路方程，得到定子绕组并联支路间的电压差表达式。通过分析正常及故障运行时各参数的变化得到了并联支路电压差和环流特性，理想电机在正常运行时不存在电压差和环流，而转子绕组短路故障将引起二次谐波环流，定子绕组短路、定转子气隙静偏心、气隙动偏心故障将引起基波环流。由于不同故障引起的环流特性存在差别，提出了基于定子绕组并联支路环流特性的发电机故障识别方法，并实测了SDF-9型故障模拟发电机正常及故障运行时的环流信号，与理论分析结果基本吻合。     

基于"场-路耦合"分析的超导变压器绕组环流计算

由于超导材料的零电阻特性,绕组各支路间漏电抗微小的不平衡将会引起较大的环流,环流的存在使得磁场分布不均匀,进而影响交流损耗和临界电流。本文应用有限元软件ANSYS,采用“场-路耦合”的方法,计算了低压绕组五种不同情形的环流。研究表明,从减小环流和改善磁场分布考虑,圆筒式绕组较饼式绕组更适合需多根导线并绕的情况。     

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。     

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。     

DCM工作模态下LCC静电除尘变压器仿真设计

通过在Saber中搭建LCC谐振电路,在固定开关频率和占空比下,根据输出功率,分析了高频变压器的原边电流、电压和视在功率。结合传统AP法,计算出合适的绕制参数和磁芯尺寸。利用Maxwell软件,在3D瞬态场下,分析变压器原副边的耦合系数,确定合适副边对原边的漏感值。再利用Saber中自带的磁元件工具箱,在2D环境下分析绕组分布和层间电容值。仿真结果最终得到符合谐振要求的寄生参数。仿真设计有助于在实际制作变压器之前,对绕制参数及工艺提供可靠指导。     

一种适用于Y/△接线变压器的励磁电感计算方法

现有的励磁电感计算方法需要使用变压器各侧绕组电流，按照典型的电流互感器配置方案，Y/△接线方式变压器△侧绕组电流未知，故不能直接利用现有方法求得励磁电感。提出了一种适用于Y/△接线变压器的励磁电感计算方法，不需要测量绕组电流，直接利用△侧线电流，在分相列写回路方程的基础上，消去绕组环流的影响，计算各相的励磁电感。EMTP仿真验证了该算法的正确性。结果表明，基于该算法得到的励磁电感能准确、有效、灵敏地识别励磁涌流和内部故障状态，在超高压大容量变压器及220 kV以下电力变压器的保护方面具有较好的工程应用前景。     

一种测量配电网电容电流的新方法

介绍一种从PT二次侧测量电网电流的方法。即从PT开口三角端分别注入不同频率的幅值相等的恒定电流,再分别测量开口三角端电压,经计算可得出配电网的电容电流值。这种方法可使电容电流的测量工作安全、快捷、准确、提高测量工作的效率。     

绕组采用组合导线时换位环流损耗的计算

介绍了绕级采用多根组合导线并绕时环流损耗的计算方法，并针对其他几种特殊类型绕组的环流损耗的计算方法作了说明。     

基于主保护不平衡电流有效值的转子匝间短路故障监测

为利用发电机主保护所配电流互感器来监测励磁绕组匝间短路故障,以三峡VGS发电机为例,采用多回路方法对故障后进入各主保护的不平衡电流进行了计算与分析;在此基础上,指出利用不平衡电流中的单次谐波进行故障监测的不足,由此提出基于主保护不平衡电流有效值的励磁绕组匝间短路故障监测原理;通过对不同短路匝比故障的计算与理论分析,指出...     

630 kVA三相高温超导变压器的研制和并网试验

研发了630 kVA、10.5 kV/0.4 kV三相交流高温超导变压器，并成功进行了并网试验运行。该变压器导线采用多芯Bi2223/Ag不锈钢加强高温超导带材；高压绕组采用多层圆筒式结构，层间置有绝缘和冷却通道；低压绕组采用并联饼式结构。铁心采用非晶合金材料，为三相五柱式结构。绕组置于环形带有室温孔径的玻璃钢低温杜瓦中，以保证铁心处于室温环境。超导线的绝缘利用自主开发的包扎机以聚酰亚胺薄膜采用双半叠包工艺进行绝缘包扎。经过对该变压器进行基本性能测试，满足并网试验运行要求。