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。     

大型汽轮发电机空实心股线涡流损耗分布与温度场的计算方法

采用解析方法计算定子绕组的涡流损耗时,由于没有考虑定子上下层绕组的截面及股线数的情况,以及空心绕组和实心绕组混合排列位置变化对绕组涡流损耗的影响,导致计算结果误差偏大.利用有限元方法,对200 MW全空冷汽轮发电机采用等股等截面实心绕组和1 000 MW水-氢-氢超超临界汽轮发电机采用的空心和实心绕组混合排列2种典型的电机绕组进行了股线涡流损耗的计算,将其与解析方法计算结果进行了比较,指出了利用传统解析公式计算空心绕组和实心绕组电阻增大系数的局限性.经分析可知,对于传统的等股等截面实心绕组结构,解析方法和有限元计算结果误差不大,而对于采用不等股不等截面及空实心绕组混合排列的发电机绕组结构,两种方法计算结果误差较大.将绕组涡流损耗计算结果引入定子温度场计算中,经对比可知,采用数值方法计算股线涡流损耗较解析方法更准确,空实心绕组排列方式对股线涡流损耗和温度场计算影响较大.所得结论为定子绕组涡流损耗和温度场的准确计算提供了依据.     

变压器绕组的垂直表征式超声波三维成像检测系统研究

绕组变形是造成变压器故障最常见的原因,因此直观、定量的带电检测方法极具意义。目前的绕组变形超声波成像检测方法,必须知道绕组半径及绕组中心点位置等变压器内部参数,且只适用于绕组线圈的径向变形,具有较大的局限性。为此,提出了绕组变形的垂直表征式超声波三维成像检测方法。首先,为解决目前算法必须知道变压器内部参数的问题,用发射换能器到绕组的垂直距离作为绕组状况的特征量,形成了垂直表征式超声波三维成像算法。然后,提出了绕组变形定量定性表示方法,能适用于多种形状的绕组形变,显著拓展了三维成像检测方法的应用范围。研制垂直表征式超声波三维成像检测系统,能对绕组进行三维成像带电检测。最后,对某模拟变压器进行现场试验,验证了系统的有效性。     

大型变压器绕组变形检测方法试验研究

本文提出了一种基于脉冲在线注入的变压器绕组故障检测方法,为了验证此方法可行性,采用仿真与试验相结合的方法。利用PSPICE电路仿真软件,设置变压器绕组不同类型的变形故障:绕组轴心偏移和绕组辐向变形,仿真得出变压器绕组的频率响应曲线变化规律。对真实变压器绕组进行试验得出正常绕组和故障绕组频率响应曲线。仿真分析与试验测试的数据处理结果,均初步证实了本方法的可行性。     

二端口级联在单绕组变压器FRA计算中的应用

将二端口网络级联方法应用到不考虑绕组间互感影响的单绕组变压器频率响应函数的计算中,通过对单绕组变压器二端口网络单元的划分,建立了单绕组变压器绕组二端口网络模型,以快速获取变压器绕组等效电路模型频率响应曲线,并验证了所述方法的正确性。研究表明,利用此方法能大大减少参数均匀的单绕组变压器FRA曲线建立的工作量。     

极相调制异步电机的绕组设计及性能比较

异步电机可使用极相调制的变极策略扩展转速/转矩范围,极相调制可以采用传统的电机绕组也可采用环形绕组.本文提出了一种异步电机极相调制绕组的设计方法,基于这种方法分别设计了极相调制的传统绕组及环形绕组样机.有限元计算结果验证了提出的变极绕组设计规律以及极相调制绕组变极的可行性.比较了传统电机、环形绕组单转子电机及环形绕组双转子电机在同一极数下的运行性能,双转子电机更适合环形绕组,它充分利用了环形绕组的两边,内外转子均输出转矩,提高了效率;但是,传统绕组电机则具有更好的性价比,更有应用前景.     

交流电机分数极路比绕组设计方法研究

分数极路比绕组是一种有效解决绕组极数与支路数不匹配问题的非常规交流绕组,对拓宽大型交流电机定子绕组设计范围具有重要意义。分数极路比绕组中各支路电动势和磁动势呈不对称分布,各支路绕组设计中存在多种绕组排列及连接方案,对绕组排列方案的优化设计是绕组设计的关键问题。本文针对分数极路比绕组设计问题,详细分析了分数极路比绕组分布特点与设计原则,提出了分数极路比绕组的优化设计方法,幵以一台大型水轮发电机定子绕组设计为例进行了分析计算,验证了方法的有效性。     

用有限元方法分析电力变压器绕组轴向稳定性

针对电力变压器绕组轴向稳定性的计算方法中,"质量—弹簧—阻尼"集中参数法无法考虑绕组的弯曲变形和垫块的数量、宽度对轴向稳定性影响的问题,采用有限元的方法计算绕组各线饼短路情况下的电动力,以此作为绕组轴向振动的力载荷分析绕组的轴向稳定性,得出了绕组各线饼的位移分布,在绕组轴向振动分析中既考虑了垫块的材料属性,又兼顾了垫块沿周向分布的特点。结果表明,绕组在短路情况下既存在轴向平移,也存在弯曲变形,最大位移出现在绕组上下端部,通过增加绕组周围垫块的数量和宽度可以减小绕组的变形量。     

大型汽轮发电机模拟绕组电气试验装置及方法研究

大型汽轮发电机定子绕组电气性能是绝缘设计的关键技术.本文系统建立了大型汽轮发电机模拟绕组试验装置的设计方法、阐述了模拟绕组试验装置设计的基本原则,说明了各部件的具体结构和部件之间的关系,概述了模拟绕组试验的观测设备,探讨了模拟绕组电气试验方法、分析方法和相关标准.这些研究为提高大型汽轮发电机的绕组电气设计水平、改善绕组电晕放电问题提供了一定的启发和参考.     

变压器绕组内部局放超声定位仿真及试验研究

应用有限元方法对变压器绕组内超声信号进行仿真,验证了在变压器绕组内布置多个超声传感器进行检测和定位的方案。设计了一种新型结构的EFPI光纤传感器,可适用于变压器绕组内部的局放检测和定位。最后在35 kV变压器单相绕组中进行了传感器布置和局放定位试验。结果表明:该方法对变压器绕组中局放的定位精度在5 cm以内,实现了变压器绕组内部局部放电的精确定位,为变压器绕组内部局放信号的检测和定位提供了一种新的方法。     

基于Seebeck效应的配电变压器绕组材质无损鉴别装置及测试分析

基于配电变压器绕组回路Seebeck效应,研发绕组材质鉴别装置并进行测试分析。结合实际情况分析了干式变压器绕组回路Seebeck效应。根据实际回路温度分布及绕组材料特性,对铜、铝绕组回路的热电势进行理论计算,得出了绕组材质判断阈值。基于理论研究成果研发变压器绕组材质鉴别装置,对多台配电变压器进行测试分析。测试结果证明该绕组材质鉴别装置能有效鉴别铜、铝绕组材质。     

基于BOTDR的变压器绕组变形检测试验研究

针对常见的电力变压器绕组变形故障,已有的检测手段多为离线检测,无法实时反映绕组的应力变化。提出一种基于BOTDR的变压器绕组变形检测方法,设计了光纤复合式绕组模型,搭建了应力检测平台,并开展变压器绕组变形试验。试验结果表明:分布式光纤传感技术对变压器绕组微小的变形有着较高的灵敏度,可以同时实现绕组变形的定位,为变压器绕组的在线监测提供了一种新的思路。     

柔性PCB绕组径向磁通微型永磁电机设计

采用无槽结构的高速微型永磁电机在检测设备、医疗器械等方面应用广泛,但无槽电机绕组制作复杂,使用绕组印制技术可以简化绕组的制作过程。目前已有的印制技术多以刚性印制电路板（PCB）为载体应用于轴向磁通电机,对于径向磁通的高速电机来说,刚性PCB已无法满足绕组沿圆周方向分布的需求,柔性PCB绕组应运而生,不过目前还没有完整的柔性PCB绕组电机设计方案。因此,设计了一款高速微型柔性PCB绕组电机,针对柔性PCB绕组特有的缠绕不等距问题,提出了使用平均半径的解决方案,并通过仿真对电机进行了分析。结果表明,平均半径法解决了绕组缠绕不等距的问题,所设计的柔性PCB绕组电机能达到电机技术要求且具有良好的热稳定性。     

分数槽集中绕组定子磁动势的分解

介绍了单元电机的基本概念。以12槽双层的分数槽集中绕组为例,给出绕线原则,并在不确定单元电机极对数的情况下,用交流电机绕组理论、函数的傅里叶级数展开两种方法,从一个线圈、一组线圈、一相绕组到三相绕组详细推导了分数槽集中绕组各次谐波的绕组因数和磁动势,得出了分数槽集中绕组的一般特点和普遍规律。最后指出转子极对数接近但不等于定子槽数的一半是采用分数槽集中绕组的永磁电机的最佳选择。     

矿用集中绕组永磁电机新型冷却方式设计研究

为了进一步提升矿用集中绕组永磁电机的功率密度和散热能力,提出一种冷却水管与绕组并绕的新型绕组冷却结构。以一台315 kW集中绕组永磁电机为例,首先,通过合理的等效与假设,建立了电机的三维模型,基于计算流体力学（CFD）方法对电机进行温度场分析。其次,分析了不同的并绕方式以及相同并绕方式下不同的进水口进水速度对电机散热的影响,确定了最优散热方式。仿真分析表明冷却水管与绕组并绕的方式有效提高了散热能力。     

不同工作模式下基于谐波电流有效值分级标准的CRT参数设计

控制绕组级数的减少对于提高变压器式可控电抗器(CRT)的工作效率、降低设计制造难度具有重要意义。基于国标GB/T 14549—93对谐波电流的要求,提出了更经济的CRT谐波电流有效值分级标准,在此基础上分析了3种典型单支路工作模式下控制绕组电流、控制绕组级数、谐波电流之间的关系,并以谐波电流为约束条件对CRT不同工作模式下的控制绕组级数和各级电流等参数进行设计,同时对3种工作模式的控制绕组级数大小进行比较分析。算例计算结果表明:在基于谐波电流有效值分级标准对CRT控制绕组参数进行设计时,控制绕组级数与第1级控制绕组电流、最大k次谐波电流和工作模式相关,不同工作模式下控制绕组级数不同,但注入电网的谐波电流均能满足要求,且第1级控制绕组电流分配相差不大时,固定单支路工作模式下谐波电流最小。     

变速运行的定子双绕组感应发电机电磁优化设计

文中提出了变速运行时通过电机本体参数与励磁电容同时优化来实现双绕组感应发电机控制绕组励磁调节器容量最小的优化设计策略，推导了控制绕组电流与电机参数的关系式，给出了3/3相双绕组结构的dq轴互漏感解耦的选取原则以及变速运行的磁路设计特点，以此建立了具有航空电源特点的优化设计数学模型，并采用动态全域映射收缩算子的复合形法对一种双绕组感应发电机进行了优化设计。样机设计结果表明，该优化设计策略可以有效地降低控制绕组励磁调节器的无功容量、系统成本和体积。     

新型单相低谐波饱和式可控电抗器

提出了一种新型的单相饱和式可控电抗器拓扑,将可控电抗器的控制绕组和辅助消谐绕组有机地统一起来。新的拓扑结构将控制绕组通过一个半桥控制电路和一个电压型的逆变器连接到和主绕组紧密耦合的辅助消谐绕组。消谐绕组在抑制谐波的同时担负从系统传递能量给控制绕组的功能。针对单相应用条件下,基于新的拓扑结构,利用能量平衡原理,检测系统侧的电流,在控制可控电抗器的等值电抗的同时,通过逆变器的输出电流,使可控电抗器在不同的工作状态下所产生的谐波得到补偿,从而使单相饱和式可控电抗器的谐波水平大为降低。仿真结果验证了新型拓扑结构的有效性和可行性。     

变压器用绕组温控仪原理及应用

目前,对变压器绕组温度的测量主要是通过热模拟测量方法,绕组温度袁在油温表的基础上配备一台电流匹配器和电热元件,通过温度叠加来反映变压器绕组温度。这种测温方法具有简单、适用的特点。就绕组温控仪及其配套匹配器的入网检定和温度控制节点的整定进行了讨论,对绕组温控仪的实际使用有一定指导意义。     

基于谐波电阻的变压器箔式绕组温升在线修正

绕组热点温度是配电变压器在线监测的重要指标,而现有的绕组温升在线计算方法未考虑箔式绕组结构产生的影响。通过配电变压器不同谐波下等效电阻比值对箔式绕组结构进行辨识,然后对比线绕式和箔式两种绕组结构发热差异,对一种通过绕组电阻变化计算绕组温升的算法进行了在线修正。该方法提供了一种通过谐波电阻比值预测箔式绕组热点温度的新思路。