三相五芯柱变压器内部故障仿真模型研究

传统的电力变压器内部故障模型都是基于绕组的分析方法,忽略漏磁通、变压器铁芯涡流效应,且考虑铁芯非线性较少。为能进一步准确地描述变压器内部故障的暂态过程,并深入了解变压器内部故障机理,基于结构为三相五芯柱变压器模型,采用磁路分析方法建立了计及涡流效应、漏磁通及铁芯非线性等因素的三相五芯柱变压器内部故障仿真模型。模型从三相五芯柱变压器磁路出发,建立了磁链方程、电压方程,并根据铁芯和铁轭的磁通和电流关系及磁路关系列出磁导计算方程;给出了仿真模型的参数确定方法,其中参数确定与变压器的结构紧密相关。为了验证仿真模型的有效性,用该模型仿真了故障后较长时间进入稳态的情况,其结果与稳态的电路方法电流有效值计算结果相一致。仿真结果的暂态趋势与试验结果基本一致,从而验证了该模型的有效性。     

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MATLAB三相变压器的仿真建模及特性分析

推导出了三相之间的连接关系方程,搭建了三相变压器仿真模型.针对所建模型,对三相变压器的励磁涌流、短路试验电流进行了仿真,仿真结果与理论分析相吻合.     

一种变压器高频模型在电网过电压中的应用与仿真

变压器中性点过电压包含的高频分量使变压器工频模型的仿真结果无法准确反映变压器暂态过电压的实际情况。研究了变压器内部结构及原理,应用PSCAD软件,以某电网110kV系统为背景,使用变压器工频模型与变压器高频模型对该变电站非接地主变中性点不对称故障过电压进行了仿真比较,通过与理论计算数值的对比得出,该高频模型能够准确有效地仿真各种不对称故障过电压。     

考虑铁磁磁滞的变压器励磁涌流仿真分析

提出了一种考虑铁芯铁磁磁滞的变压器电磁暂态模型,并对变压器空载合闸时的励磁涌流现象进行了仿真研究。基于目前工程中应用较为广泛的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理建立铁芯磁滞磁化曲线模块,通过设置适合的参数计算得到了与实际测量值较为吻合的 B-H曲线;通过分析单相三绕组变压器铁芯绕组结构及其电路模型,得到其电磁暂态计算模型;通过分析三相五柱式变压器磁路结构并利用对偶性原理,得到了其暂态计算分析模型。利用所建立的暂态计算模型对单相三绕组变压器的励磁涌流现象进行了仿真研究,仿真计算结果与实际试验测量结果的对比证明所提出的暂态计算模型的正确性和有效性;同时也对三相变压器组和三相五柱式变压器空载合闸时的励磁涌流进行了仿真计算,仿真结果证明所提出的暂态计算模型能够准确地分析变压器空载合闸时的励磁涌流现象。     

变压器空载合闸励磁涌流试验和仿真分析

变压器在空载合闸时,由于铁心饱和,引起励磁涌流,可能导致继电保护装置误动作、引起过电压而损坏设备的绝缘。针对此问题,采用EMTP/ATP软件对单相和三相变压器空载合闸进行仿真,研究饱和变压器模型、BCTRAN模型和Hybrid模型在变压器空载合闸仿真中的适用性和准确性,并且对一单相变压器进行空载合闸试验,研究其在不同合闸角和剩磁下的励磁涌流波形,对照分析仿真结果的准确性。结果表明,饱和变压器模型无法考虑磁滞和剩磁,其计算结果和实际结果偏差较大;BCTRAN模型通过添加外部非线性元件仿真铁心磁滞特性,计算结果较为接近试验值,但计算波形和试验波形有偏差;Hybrid是基于对偶性原理的磁路模型,更好的体现了磁通在铁心柱、铁轭以及气隙的流通路径,能更为准确的仿真励磁涌流大小和波形,所以在在变压器空载合闸仿真中推荐采用Hybrid模型。     

变压器内部故障仿真模型的设计

为研究变压器内部故障时电气量的变化规律,提出了改进的变压器内部故障模型,该模型考虑了线圈的不均匀分布特性,并对变压器内部故障进行了仿真实验.内部故障试验结果与仿真实验结果比较吻合,从而验证了改进模型的正确性.     

基于多物理场耦合方法的变压器绕组振动仿真与试验研究

为了研究电力变压器绕组的振动特性,针对S11-M-500/35型变压器,基于多物理场耦合仿真的方法,建立了电力变压器三维仿真模型,对电力变压器电场、磁场和结构力场进行耦合仿真.仿真得到变压器在一次侧通过额定负载电流的情况下,二次侧的电压、电流值,铁芯、绕组的磁场分布以及变压器器身的振动值.为了验证仿真模型的准确性,针对变压器样机进行额定负载试验,并测试变压器器身的振动信号.分析表明,仿真结果与试验数据吻合良好,为变压器的优化设计和故障诊断提供了依据.     

基于PSCAD软件的阻抗匹配平衡变压器仿真研究

研究了阻抗匹配平衡变压器的接线和内部"阻抗匹配"特性,结合多绕组变压器的电磁耦合关系,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中的统一电磁等值电路(UMEC)变压器模型为基础,建立了电气化铁路牵引供电系统的仿真模型.对正常运行、故障状态、励磁涌流等情况进行了仿真和分析,仿真结果验证了该模型的正确性,对于阻抗匹配平衡变压...     

基于PSCAD的多重整流变压器外特性分析软件开发

研究了多重整流变压器基本原理和基本结构,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,提出三绕组变压器接线方式实现移相,并建立多重脉波整流变压器仿真模型,基于VB和PSCAD/EMTDC接口,完成多重整流器外特性分析软件开发,实现仿真模型和仿真结果报告表格自动生成。仿真结果与理论值和实验值一致,分析软件具有实用价值。     

基于MATLAB的光伏电池阵列MPPT仿真研究

利用MATLAB/Simulink仿真模块,以光伏电池阵列的数学模型为基础,建立了一种光伏电池阵列的仿真模型.给出了仿真模型的内部结构,及其在不同环境温度和光照强度下的输出特性仿真结果.对仿真模块进行了最大功率点跟踪仿真,给出了仿真结果.     

考虑谐波特性的简化TCSC动态相量法模型

对TCSC进行精确、快速仿真和有效控制，使用基于时变傅里叶级数的动态相量法进行建模。为提高模型精度在推导过程中考虑了电容电压的谐波特性，同时有效解决了动态相量法本身固有的状态空间方程阶数随着计及频率成分增加而迅速增长的问题，使得TCSC的动态特性最终由一个两阶的状态空间方程描述。仿真结果表明，该模型在整个容性工作区域都有较高的精度，即使在接近谐振点的区域，误差也低于1%。通过与时域模型的比较，验证了所提出模型的精确性、有效性和快速性。     

框架式断路器机构系统动态仿真与试验研究

研究产品仿真建模与分析的方法。对于复杂产品系统的仿真,可采用系统分解的方法进行,也可将实验结果作为系统模型的组成部分。利用多体动力学仿真分析软件ADAMS,对断路器机构系统进行动态仿真建模与分析,获得其分闸过程的动态特性。分析了断路器主要结构参数对其运动特性的影响。通过实验方法验证仿真模型及仿真结果的正确性。研究结果表明,仿真与实验结果吻合较好,仿真方法为断路器产品提供了可视化开发环境,是产品创新的有效手段。     

电力机车牵引电传动系统关键参数自动优化方法研究

为了使电力机车牵引电传动系统参数匹配最佳,对电力机车牵引电传动系统关键参数自动优化方法进行了研究。首先,建立了某型号电力机车牵引电传动系统的仿真模型,仿真结果证明了建模的准确性及合理性。其次,针对原模型开展试验设计(DOE)仿真,获得一簇反映系统运行规律的仿真结果,基于仿真结果建立了映射系统输入参数与输出特性的近似模型。再次,基于近似模型采用多目标粒子群优化算法进行寻优,获得了优化的设计参数。最后,对比分析几种模型仿真优化的结果,验证了采用近似模型进行全局寻优方法的效果,且在保证仿真精度的前提下,达到了极高的仿真效率。研究结果对于电力机车牵引电传动系统的高效率仿真具有参考意义。     

模型参数不确定性对电力系统时域仿真的影响

由于模型参数的近似处理和量测误差的存在,电力系统仿真模型参数的数值具有不确定性。采用蒙特卡罗方法来分析这些不确定性对电力系统仿真计算结果的影响。主要分析了经典模型下发电机的原动机输入机械功率、发电机的转子惯性常数以及仿真计算的初值的不确定性对时域仿真结果的影响。利用新英格兰10机39节点算例的计算结果分析总结了不同参数的不确定性对时域仿真的影响,也证明了采用蒙特卡罗方法研究电力系统仿真不确定性问题的可行性。     

单相PWM逆变电路的两种仿真模型建立

在多数逆变电路的仿真中,通常都是直接采用Matlab提供的PWM发生器,建立逆变电路的仿真模型,很少根据PWM产生的机理,建立PWM发生器的数学模型。对单相桥式逆变电路进行仿真时,建立PWM发生器的仿真模型并和Matlab下提供的PWM发生器的仿真模型进行比较,仿真结果表明,根据PWM产生的原理建立的PWM发生器仿真模型的正确性,为PWM产生模型的建立提供了更广阔的选择空间。     

行波型超声波电动机接触模型的研究

以直径为60mm行波型超声波电动机为例，通过对电机定子和转子接触模型的研究，得到了一种考虑电机定子齿作用情况下的仿真模型。文章根据实际行波型超声波电动机结构参数对模型的求解，计算得到了电机的运行特性，结果与实际试验研究结果相近，证明了该模型的有效性。     

高压直流输电控制系统仿真模型研究

高压直流输电控制系统仿真模型是建立电力系统运行人员培训系统的关键内容,对保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。本文在分析高压直流输电控制系统工作原理的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件平台搭建了与实际控制系统一致的直流输电控制系统仿真模型,并对仿真控制模型进行故障仿真验证,仿真结果与实际直流输电现场录波结果一致。仿真结果表明：直流控制模型可以满足高压直流输电的仿真培训需求,可应用于直流输电控制系统的理论研究和仿真分析。     

PWM控制下的永磁无刷直流电机仿真研究

在分析无刷直流电机数学模型的基础上,提出了一种无刷直流电机控制系统仿真建模方法。利用MAT-LAB/SIMULINK仿真平台建立该系统的仿真模型,电机本体模型利用Sim Power Systems中的库元件,采用电压型PWM控制。仿真结果验证了仿真模型的有效性和正确性。     

计及铁磁材料饱和特性的直流牵引供电系统仿真研究

为准确模拟直流牵引供电系统暂态过程,笔者提出并建立了一种计及铁磁材料饱和特性的仿真模型.基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立包含计及铁磁饱和特性钢轨模型、24脉波整流机组模型在内的直流牵引供电系统仿真模型.通过比较仿真结果,该模型能更加准确模拟系统的暂态过程.