基于添加法的新型换流变压器数学建模及短路故障计算

把变压器看作含互感支路的电网络,作出了新型换流变压器耦合电路的有向图,基于此有向图,首次将添加法应用于建立含互感支路的电网络的网络方程,从而得到了新型换流变压器正常状态的数学模型,并根据有向图节点或支路的变化,通过修改相关的支路对网络方程的贡献来建立新型换流变压器的内部故障数学模型和计算其典型的内外部短路故障。实际算例验证了所建数学模型和短路故障计算方法的正确性。该算法具有占用计算机内存小、计算效率及精度高、通用性强等特点,它不仅可以十分便捷地直接形成新型换流变压器的正常状态和内部故障数学模型,而且可以计算其任意的内外部短路故障,能用于解决各种复杂多绕组变压器正常状态、内部故障的数学建模及任意的内外部短路故障计算等问题。     

新型换流变压器数学模型和短路故障计算

新型换流变压器数学模型和短路故障计算是其运行特性研究以及配套继电保护与自动装置设计的基础.为此,在建立包含新型换流变压器的电力系统数学模型时,把该电力网络分成互感支路和无互感支路网络,对这两种网络分别建立节点导纳矩阵,然后相加求得整个电网络的数学模型,并根据所建的数学模型,采用多态相分量法对新型换流变压器的各种节点短路故障进行了研究计算.实际算例验证了所建立的数学模型及短路故障计算的正确性.     

新型换流变压器纵向不对称故障计算

为了分析新型换流变压器发生纵向不对称故障时的各电气量参数的变化情况,在研究新型换流变压器独特接线方案的基础上,通过相分量法建立了中性点不接地的新型换流变压器数学模型.基于所建立的数学模型,采用多态相分量法处理纵向故障的方法来计算新型换流变压器的纵向不对称故障.仿真结果验证了纵向不对称故障计算结果的正确性和精确性,这对新型换流变压器的继电保护发展具有一定的理论意义与实用价值.     

基于残量变换法的新型换流变压器短路故障计算

与传统的换流变压器相比,新型换流变压器具有独特的绕组接线方式,提出了一种采用残量变换法对新型换流变压器短路故障进行计算的方法。在研究新型换流变压器特殊的接线方案和残量变换法原理的基础上,采用多态相分量法建立了新型换流变压器的三相数学模型,并基于模型采用残量变换法对新型换流变压器的各种节点短路故障进行了分析与计算,实际算例验证了所提新型换流变压器短路故障计算方法的正确性,能用于解决实际工程中变压器的短路故障计算问题。     

新型换流变压器短路故障计算的残压变换法

为了探索计算新型换流变压器的短路故障的方法,为新型换流变压器的继电保护与自动装置的设计提供理论依据,研究了一种有效计算电力系统短路故障的方法—残压变化法。在此基础上,进一步补充了与组合短路故障类型相对应的变换矩阵参数列表,这不仅拓展了残压变换法的应用范围,也方便了它对组合短路故障的计算。基于所建立的新型换流变压器数学模型,采用该法对新型换流变压器各种节点短路故障进行了分析计算。实际算例验证了新型换流变压器短路故障计算的正确性,这对新型换流变压器的自动化控制和安全经济的运行具有重要的理论意义和实际价值。     

新型换流变压器断线故障计算

新型换流变压器断线故障计算是其配套继电保护与自动装置设计的基础.基于新型换流变压器正常数学模型和稀疏列表法建立网络方程的原理,结合新型换流变压器的有向图,根据新型换流变压器断线故障的类型,通过修改相应故障支路对原网络方程贡献的方法来计算新型换流变压器各种断线故障.实际算例验证了本文设计的新型换流变压器断线故障计算方法的...     

Y_N/(非汉字符号)三相变四相新型平衡变压器等值电路的研究

新型YN/三相变四相平衡变压器是四相输电系统的关键设备。从其基本原理出发 ,化繁为简 ,通过对普通三相三绕组变压器的几种故障情况进行分析 ,等效求得三相变四相平衡变压器的四相侧各相间的互感关系。并将各相的自感与相间的互感综合 ,推出变换到四相侧的等值电路。文中还对等值电路的合理性进行了论证。所做工作是该变压器的设计、运行特性分析、短路计算及继电保护的配置与整定计算的基础。     

YN/ 三相变四相新型平衡变压器等值电路的研究

新型YN/ 三相变四相平衡变压器是四相输电系统的关键设备.从其基本原理出发,化繁为简,通过对普通三相三绕组变压器的几种故障情况进行分析,等效求得三相变四相平衡变压器的四相侧各相间的互感关系.并将各相的自感与相间的互感综合,推出变换到四相侧的等值电路.文中还对等值电路的合理性进行了论证.所做工作是该变压器的设计、运行特性分析、短路计算及继电保护的配置与整定计算的基础.     

基于添加法的新型变压器纵向不对称故障计算

新型换流变压器纵向不对称故障计算是其配套继电保护与自动装置设计的基础.基于新型换流变压器正常数学模型和添加法建立网络方程的原理,结合新型换流变压器的有向图,根据新型换流变压器纵向不对称故障的类型,通过修改故障支路对原网络方程贡献的方法来计算新型换流变压器各种纵向不对称故障.实际算例验证了该计算方法的正确性,该算法对于解决各种复杂多绕组变压器纵向不对称故障计算问题具有普遍意义.     

基于多线圈耦合的新型换流变压器仿真模型设计

为研究新型换流变压器正常运行、内外部故障、铁心饱和时的电磁暂态瞬变过程及电气量的变化规律、开发配套的新型换流变压器保护方案,有必要设计新型换流变压器仿真模型进行相关的研究。文章基于互相耦合的概念,建立了新型换流变压器的多线圈耦合模型,在此基础上,根据新型换流变压器特殊的接线方式,结合有限元仿真软件,采用Matlab里的多线圈耦合模块分别设计了正常状态和发生内部故障时的新型换流变压器仿真模型,并设计了非线性电感支路来模拟新型换流变压器铁心饱和特性,仿真结果证明了本文所建仿真模型的正确性。本文设计的新型换流变压器仿真模型物理概念清晰,设计过程简单,计算精度较高。该种仿真模型设计方法能用于实际工程中任意复杂多绕组变压器的正常状态、内外部故障以及励磁涌流仿真建模与分析。     

基于高频变压器一维模型漏感产生与减少研究

通过反激变换器的拓扑结构图与等效模型得到高频变压器漏感变化对开关管耐压的影响,并以平面卧式变压器为例建立一维模型,且进行了高频变压器漏感定量计算和研究,阐述了高频变压器漏感的危害。从高频变压器的一维模型出发,通过建立匝间距离ha、透入深度δ、线圈窗口在X轴上的宽度w等因素的数学表达式,利用关系曲线确定出影响高频变压器漏感大小主要因素。经过实验与研究分析,提出了增大绕组宽度、增大绕组高宽比、增加绕组之间的耦合程度新的减少高频变压器漏感的方法,实现了减少高频变压器漏感的目的,并以实验验证了该方法的可行性。     

一种推挽式变换器的漏感影响研究

根据磁势平衡原理,研究了一种带桥式整流输出的推挽式变换器的工作波形及性能影响因素,主要结合变压器激磁电感和漏感效应,建立了变换器等效电路模型和数学解析模型,详细讨论了激磁电感跨接在变压器原边两绕组之间时,推挽变换器无漏感和漏感等效于副边侧时的物理关系和理论波形。深入分析了漏感对开关管端电压、电路输出电压和能量回馈等方面造成的影响及消除方法。通过Matlab仿真验证了有关模型及理论分析结果的正确性。     

A simulation mathematical model of a traction transformer with tapped secondary windings

This paper deals with the problem of accounting for changes in the magnetic flux leakage of traction transformer windings under discrete cyclic load switching of traction winding sections during the simulation of continuous processes. It is proposed to take into account this change by introducing a fictitious mutual inductance and active components of the mutual impedance between the windings, which can be determined using the theory of a multiwinding transformer. A method for mathematical representation and computer simulation of the traction transformer with tapped secondary windings is considered based on the notation of the system of differential equations in the state space. Expressions for the calculation of the leakage inductance of the transformer windings and mutual inductances that take into account the change in the magnetic field of the winding leakage in the case of the discrete cyclic load switching of the tapped secondary windings. An algorithm for calculation of matrix elements of the equation of state is constructed. A simulation mathematical model of the traction transformer is developed in the Matlab/Simulink environment that takes into account the winding leakage field variation under discrete cyclic switching of the load of sections of traction windings. The adequacy of the proposed simulation mathematical model is proven by comparison of short-circuit currents obtained as a result of the simulation with currents of traction transformer short-circuit field tests.     

新能源发电系统用多相耦合交错型双向DC-DC变换器及控制研究

本文重点研究新能源发电系统用双向DC-DC变换器及其控制策略,提出一种多相耦合交错型磁集成Buck-Boost变换器应用于新能源发电系统中储能系统能量双向传递。首先对多相磁集成双向DC-DC变换器进行耦合电感研究,分析两相耦合Buck变换器等效电感并给出电感耦合设计准则;针对电感耦合交错型变换器的多开关状态、高阶化及电感电容复杂扰动的特点提出一种平均值电路法建立其小信号模型,并推导出状态变量到控制变量的传递函数;根据变换器开环稳态特性,进行补偿网络设计,提出基于趋近律的自适应电流控制策略并设计基于电流环补偿控制器。最后通过仿真和实验表明,本文提出的控制方法较传统PI控制可同时改善系统稳态及暂态性能。     

反激变压器漏感和分布电容的影响分析

针对反激变压器工作在高频情况下寄生参数不可忽略的事实,详细分析了变压器漏感和分布电容给反激变换器带来的影响。首先,分析了理想变压器情况下电流断续模式反激变换器的工作过程;其次,分析了理想变压器中只加入漏感、只加入分布电容、同时加入漏感和分布电容3种情况下寄生参数对反激变换器工作过程的影响;最后,设计了一台反激变换器实验样机对寄生参数的影响进行了验证。实验结果表明,漏感会在开关管关断瞬间的漏源电压上产生一个电压尖峰,分布电容会在开关管开通瞬间的漏极电流上产生一个电流尖峰,同时开关管截止期间漏感和分布电容之间以及励磁电感和分布电容之间产生的谐振会在开关管的漏源电压上叠加相应的振荡。     

新型ZVS软开关直流变换器的研究

介绍了几种新型零电压(ZVS)DC/DC变换器,分析了它们的优缺点,研究了一种新型MOSFET作为开关器件的三电平ZVS变换器,并分析了这种变换器一个周期的工作状态.该变换器用耦合电感代替常规电感,耦合电感通过变压器反射到原边,使变换器在零状态时的环流减小到零,实现了外管零电压开通,内管零电流关断.由于不存在一次侧环流,减小了通态损耗.     

Analysis of the ZVS two‐switch forward converter with synchronous current doubler rectifier

A soft switching two‐switch forward converter is presented to achieve zero voltage switching (ZVS) turn‐on of switching devices. In the adopted converter, a buck‐boost type of active clamp is connected in parallel with the primary winding of transformer. The energy stored in the transformer leakage inductance and magnetizing inductance can be recovered so that the peak voltage stress of switching devices is limited. The resonance between the transient interval of two main and auxiliary switches is used to achieve ZVS turn‐on of all switches. The current doubler synchronous rectifier is used in the secondary side of transformer for reducing the root mean square value of output inductor current, transformer secondary winding current and output voltage ripple by cancelling the current ripple of two output inductors. First, the circuit configuration and the principles of operation are analyzed in detail. The steady‐state analysis and design consideration are also presented. Finally, experimental results with a laboratory prototype based on a 380 V input and 12 V/30 A output were provided to verify the effectiveness of the proposed converter. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

±1100 kV特高压直流换流站PCOV计算及影响因素分析

含换相过冲的持续运行电压峰值（peak value of the continuous operating voltage, PCOV）是决定换流站直流避雷器参考电压的一个重要参数。针对昌吉—古泉±1100 kV特高压直流工程建立了换流阀、换流变压器、平波电抗器、PLC滤波器等主设备模型,基于±1100 kV特高压换流站系统等效电路模型仿真计算了各类型直流避雷器的PCOV水平。对比公式法计算结果,PCOV水平整体上一致,最大偏差为13.4%,说明公式法计算值仍留有一定的安全裕度。基于所建立的模型进一步对PCOV计算的影响因素进行分析,结果表明,换流阀的阻尼电阻、阻尼电容、饱和电抗器铁芯电感、换流变压器漏感和平波电抗器电感对PCOV计算的影响较大。     

电流型松散耦合电能传输系统的建模分析

在介绍了松散耦合电能传输(ICPT)系统的基本概念和结构的基础上,对其特性进行了一些讨论,利用互感模型提出了一种对电流型ICPT系统建模的方法.由等效电路图,经过合理的近似和等效变换,对该系统进行了建模分析,并基于Steinmetz方程,对变压器的损耗进行了一些探讨,该模型可以用来较为精确地估算系统容量、输出电压、谐振频率等.最后通过实验进行了验证.