特高压变压器直流偏磁涡流损耗计算分析

为了分析直流偏磁对特高压自耦变压器结构件的损耗分布的影响,文中考虑拉板、夹件、铜屏蔽等结构件,并利用结构的对称性,建立特高压自耦变压器的1/8涡流场计算模型。以负载运行时不同直流偏磁下的线圈电流作为激励源进行瞬态仿真,分析了不同直流偏磁下变压器各结构件上的涡流损耗的分布规律。由结果可见,随着直流量的增大,各结构件上的损耗显著增大,且各结构件上的损耗分布不均匀,漏磁大的地方损耗较大。     

特高压变压器空载直流偏磁计算精度分析

针对特高压变压器直流偏磁计算问题,提出一种空载简化电路模型下的分段解析法,为直流偏磁数值计算奠定基础。根据特高压变压器简化电路模型,推导励磁电流解析式。电感随着电流的变化,分两段取值;电感的取值通过比较电流计算值与临界电流值的大小来判断。设置临界电流误差判据来判别电流计算值是否达到临界电流。分析计算表明,当电阻为实际电阻时,临界电流误差判据严格,可获得直流分量的准确解,临界电流误差判据宽松时,直流分量与准确解出现较大误差,甚至计算错误;通过人为增大串联电阻值,临界电流误差判据可相对宽松,从而获得直流分量近似准确解。在此基础上,以解析解的计算结果为基准,对比分析四阶龙格库塔法数值解。结果表明,步长较大相当于临界电流误差判据宽松,必须加大电阻,直流分量才可与准确解接近;步长较小相当于临界电流误差判据严格,电阻可不必太大。在特高压变压器直流偏磁数值计算中,可通过人为增大串联电阻值和适当减小计算步长来获得较为准确的直流偏磁特性。     

直流偏磁变压器消耗无功的计算

研究了直流输电单极大地回线方式运行导致高压变压器直流偏磁情况下变压器消耗无功功率的数值规律.基于电力系统暂态仿真计算程序PSCAD建立了不同结构变压器直流偏磁状态下的无功计算模型,定量分析中性点直流电流与消耗无功功率的关系.结果表明,直流电流越大,励磁电压越高,变压器消耗的无功功率越大;在变压器中性点直流电流小于20A和励磁电压小于1.1p.u.情况下,单相、三相三柱、三相壳式、三相五柱变压器消耗的无功功率与直流电流显现近似线性关系.单相变压器消耗无功功率最多,三相壳式变压器次之,三相五柱式变压器消耗的无功功率略小于三相壳式变压器;三相三柱变压器消耗的无功功率最少.综合上述结果,当运行中发现如下任意一种情况时,建议采用抑制变压器中性点直流电流的相关措施:单相变压器中性点直流电流超过10A,三相壳式和三相五柱变压器超过12A,三相三柱变压器超过60A.     

一种变压器直流偏磁箱体损耗计算方法

正应用三维变压器瞬态场路耦合模型计算变压器直流偏磁,以电路和磁场的计算电流为基础,计算研究变压器箱体的瞬涡流损耗。根据实际单相三柱式变压器建立模型,在不同运行方式中以电流作为输入量,分析不同偏磁条件下变压器箱体的磁场、涡流及损耗的分布,并总结其变化规律。结果表明,直流偏磁时铁心饱和,励磁电流畸变,漏磁增大,箱体的涡流损耗升高。此方法分析变压器直流偏磁时内部磁场与箱体涡流的变化情况,从而为其构件损     

变压器直流偏磁抑制方法的应用分析

直流输电的入地电流可能导致交流电网内变压器的直流偏磁危害,因此采用合理有效抑制措施是保证交流电网安全运行的关键.对一随机生成的虚拟电网的直流偏磁抑制措施进行理论分析和数值求解,对中性点串联电阻/电容法的工作原理、实施方式、性能效果进行分析.对比2种方法的实现方式和技术参数,证明了采用抑制措施后,交流电网局部直流偏磁危害加剧,但电网直流电流总量下降,总体上直流偏磁风险下降.为了更有效地开展直流偏磁治理工作,提出了现代大型交流电网大范围采用中性点串联电阻/电容法抑制直流偏磁的实施原则.     

特高压调压变压器直流偏磁特性计算

分析了特高压调压变压器的工作原理,获得直流偏磁下调压变压器的等效电路,建立了调压变压器的有限元磁场模型。基于时域场路耦合模型,计算分析了当调压抽头位于第一分接头时不同直流偏磁影响下特高压调压变压器的电流特性,也对比分析了调压变压器各绕组电流的谐波的变化规律。计算结果可为调压变压器的保护提供参考。     

变压器直流偏磁研究

在电力系统中,很多变压器接地的中心点都存在着直流电位差,这种电位差导致了直流偏磁现象。直流偏磁对变压器产生了很多危害,因此,对于变压器设计、制造和使用部门来说,都对直流偏磁下电力变压器的运行性能非常重视,基于此,对变压器直流偏磁进行了研究。     

特高压变压器直流偏磁计算及无功功率特性分析

针对变压器的直流偏磁问题,分析了特高压变压器直流偏磁时无功损耗的响应机理,给出无功损耗计算方法,进行无功损耗特性分析。采用增加串联电阻的方法,提高计算电流中直流分量的计算精度。结合电压补偿,消除增加串联电阻后导致的电压下降问题。根据特高压变压器的实际参数,建立变压器的场路耦合模型,进行特高压变压器不同直流偏磁电流下的仿真计算。研究表明,变压器直流偏磁时,励磁电流波形严重畸变。随着直流偏磁电流的增加,特高压变压器的空载无功功率逐渐增加,直流偏磁电流超过一定范围后,无功功率随着直流偏磁电流的增加近似呈线性增加。相同直流偏磁电流时,负载下的无功功率明显大于空载下的无功功率。相比于无直流偏磁时的无功功率,相同直流偏磁电流时,空载与负载下的无功增额大体相同。     

换流变压器中直流偏磁电流的计算

根据背靠背直流系统的技术特点 ,详细计算了由于触发不平衡和交流系统正序二次谐波在换流变压器中产生的直流偏磁电流。计算结果表明 ,2 2 0kV和 330kV侧每台换流变压器网侧绕组中最大等效直流电流的计算值分别为 5 .2和 3.5A ,符合设计要求。     

三相变压器直流偏磁仿真分析

建立一种新的直流偏磁下三相三柱和三相五柱变压器的电路-磁路耦合模型,磁路模型中考虑了变压器的涡流损耗、铁芯拓扑结构及材料的饱和特性.将涡流产生的磁动势列入磁路方程,磁路方程与电路方程进行耦合,并结合铁芯的非线性特征曲线形成非线性方程组,通过求解该方程组,实现对三相三柱和三相五柱变压器直流偏磁特性的仿真分析.仿真结果证明所提模型能够准确地分析三相变压器的直流偏磁现象.     

三相五柱变压器空载直流偏磁的计算分析

由于地磁暴在大地产生感应电流以及直流输电系统单极性运行方式与大地形成回路,使得直流电流进入变压器中性点,造成变压器直流偏磁,电流发生畸变,产生谐波。文中在已经研究过的单相特高压变压器直流偏磁计算的基础之上,以230 kV三相五柱式变压器为例,依据单相变压器和三相变压器电路、磁场的区别,利用变压器磁场模型与电路模型建立微分方程,对三相变压器的直流偏磁进行了计算分析。为使计算结果能够快速稳定,在电路中人为串联大电阻,并在计算完成后使用电压补偿的方法将串联电阻所分电压补偿在电路中,根据计算结果可知,电压补偿可以较好的消除由于串联电阻所带来的波形偏移现象,补偿后的结果可以较好的分析三相五柱变压器直流偏磁现象,为三相五柱变压器的直流偏磁耐受能力及其变压器保护提供了参考。     

变压器直流偏磁及直流偏磁变电站的安全运行

分析变压器直流偏磁和直流偏磁变电站的安全运行,提出抑制变压器直流偏磁的常用方法。     

三相五柱变压器直流偏磁计算研究

直流输电系统单极运行下,交直流共地使直流通过交流系统的接地极侵入交流系统,造成交流系统的变压器直流偏磁,产生谐波。针对三相五柱变压器的直流偏磁问题进行了计算研究,在计算中,利用麦克斯韦场的方程代替铁心柱的磁路方程,与电路进行耦合,并结合铁心的非线性特征曲线,形成了非线性方程组,通过求解该方程组,最终实现对三相五柱变压器直流偏磁特性的分析。根据计算结果得知,由于A、C两相更靠近零序磁路(旁柱),B相在直流偏磁下与其他两相的磁耦合程度变弱。同时对不同直流入侵下的三相五柱变压器各铁心柱的磁场强度进行了计算,无直流下,端轭的磁场强度最大,旁柱的磁场强度最小,直流入侵,各铁心柱的磁场强度峰值随直流电流非线性增长,旁柱和端轭磁场强度的增长速度较三相柱快。     

特高压变压器直流偏磁空载电流实时计算

通过获取特高压(UHV)变压器的电感-电流曲线和偏磁情况下空载电流峰值-直流偏磁电流曲线,提出了一种特高压变压器直流偏磁空载电流实时计算方法,与直接用场-路耦合法的计算结果对比,验证了该实时计算模型的准确性;通过选取最优迭代算法和变步长策略,提升该模型计算的效率和实时性;由任意偏置量的直流数据,实现在ms级的时间内得到该直流偏置对应的电流波形。结果表明该特高压变压器直流偏磁空载电流实时计算模型计算速度快,计算准确性高,在变压器直流偏磁电气参数扰动在线评估、防止保护拒动或误动和保障其他电气设备安全运行等方面具有广泛的应用前景。     

变压器直流偏磁研究综述

随着我国直流输电工程的大量投运,我国电网发生大规模直流偏磁的几率也在增加。本文总结了国内外变压器直流偏磁研究现状,分析了当前研究存在的主要问题,从直流偏磁的产生机理研究、直流偏磁对交流电网的影响研究和直流偏磁治理原则及治理措施研究三个方面进行了关键技术分析,并分类提出了可进一步研究的重点内容。     

变压器直流偏磁瞬态场路耦合计算的稳定性分析

变压器瞬态场路耦合计算存在稳定性、计算效率及精确度的问题。利用瞬态场路耦合方法,结合能量扰动原理计算磁场变化对应的动态电感。根据四阶龙格库塔法求解的高阶收敛性,推导绝对稳定域以判断计算是否收敛,分析时间步长与状态矩阵特征值的关系,定义电感变化函数评价磁场计算精确度。对单相变压器建模和仿真,计算正常运行和直流偏磁时的瞬态磁场和等效电路参数,研究耦合参数在不同励磁饱和程度时的变化规律,结果说明利用动态电感参数可以反映时变的励磁饱和情况。与传统欧拉法和改进欧拉法对比,四阶龙格库塔法具有更高的稳定性和精确性,同时验证了绝对稳定域的正确性。以稳定性为前提,合理选取磁场求解频率可以有效提高计算效率和精确度。通过实验验证了瞬态场路耦合计算的可行性和稳定性分析的可靠性,为实际变压器瞬态场路计算提供新的思路。     

直流偏磁下单相变压器磁场与声场的计算分析

变压器中性点流入直流电流时,在变压器内部会产生直流偏磁现象。单相变压器具有独立的磁回路,因此磁阻比较低,较小的直流电流就可以引起磁饱和,直流偏磁现象在单相变压器内部产生的影响比较明显,因此文中基于场路耦合有限元法,对一台容量为240 MVA的单相电力变压器在不同直流偏磁水平下的空载运行状态进行了仿真计算,分析了直流偏磁量对变压器励磁电流波形、谐波含量以及磁场分布的影响规律。在此基础上建立了变压器铁心的多物理场耦合有限元模型,对铁心在直流偏磁前后的振动噪声进行了对比分析,并提出通过分析变压器所允许的最大声压级,来预估产品所能承受的最大直流量,对变压器的结构设计具有一定的指导意义。     

发电厂主变压器直流偏磁原因分析

内蒙古某地区±500 kV直流输电线路在单极运行方式并采用大地作为回线的情况下,附近E发电厂内运行的2号主变压器产生严重的直流偏磁现象.通过测试2号主变压器的直流电流、噪声、振动情况,发现主变压器中性点直流电流、噪声、振动均超过标准要求,影响变压器的正常运行.从现场实际应用效果和技术、经济性等方面对各种解决方案进行分析对比,建议采用电容隔直法对2台主变压器中性点进行技术改造,保证变压器安全稳定运行.     

哈密电网变压器直流偏磁实测分析

为了研究±800 kV哈密—郑州直流（调度命名“天—中”直流）对哈密地区变压器直流偏磁的影响,首先通过仿真论证了偏磁的存在,其次重点通过实测哈密地区变压器中性点的直流电流分布情况,分析哈密—郑州直流投运对哈密地区变压器直流偏磁的影响,并提出了治理措施进行实测验证。测量结果显示,哈密—郑州直流的投运对哈密地区变压器直流偏磁的影响较大,经过采取变压器偏磁抑制措施,取得了改善变压器中性点直流电流分布的效果,具有较好的推广和应用价值。