Tesla变压器锥形绕组电压分布实验研究

为了研究Tesla变压器锥形高压绕组的电压分布特性,通过模拟实验对Tesla变压器均匀密绕的锥形线圈进行了电压测量。测量结果表明,锥形线圈的电压分布不均匀,在100ns脉冲作用下,其匝间电压呈U型分布。在此基础上,通过对不同结构锥形线圈的电压测量及分析,提出了如增大绕组高、低压端线匝的间距及线径、在低压端增加短路环、线圈中增加均压环等改善其电压分布的措施,。     

脉冲变压器特快速暂态电压分布计算

为了研究在陡波前、高冲击电压作用下，脉冲变压器(PT)锥形绕组中的特快速暂态电压分布特性，文中建立了基于多导体传输线(MTL)理论的绕组分布参数模型。模型的电气参数通过有限元法(FEM)计算，用频域法计算了在多种情况下绕组的对地电压分布以及匝间电压分布，计算结果表明此模型可对锥形绕组的电压分布进行有效计算，对匝间绝缘设计有一定的参考意义。     

锥形绕组特快速暂态过电压分布研究

为了研究在陡波前、高重复频率的电压冲击下,脉冲变压器(PT)锥形绕组中的特快速暂态过电压(VFTO)分布特性,建立了基于多导体传输线(MTL)理论的PT二次绕组分布参数模型;利用锥形绕组结构上的特性,提出一种有限元法(FEM)和插值公式相结合的方法以快速计算锥形绕组的感应系数矩阵K;通过求解频域下的电报方程可得到绕组的对地电压分布以及匝间电压分布;进行了绕组暂态电压的测量,从实验结果可以看出电压分布的一定规律,并分析了造成计算与实验结果间误差的原因;结合实验提出一种改善电压分布的措施,对大功率PT二次绕组的绝缘设计有一定的参考意义。     

高压直流换流阀饱和电抗器脉冲电应力仿真研究

随着高压直流输电技术的发展和国产化饱和电抗器的大量投用,饱和电抗器的安全问题和寿命特性日益引起关注。在换流阀开通瞬间饱和电抗器绕组内电流会发生突变,并在绕组上感生出微秒级脉冲高压,饱和电抗器匝间绝缘长期承受脉冲电压应力的作用。目前,仍无法对该脉冲电应力进行实际测量,因此微秒级脉冲电压对饱和电抗器绝缘的作用机理仍无定论。故文中以锦屏—苏南±800 kV/4 750 A高压直流输电工程整流侧A5000换流阀用饱和电抗器为研究对象,基于饱和电抗器实际结构尺寸和端口电压、电流波形实测数据,通过脉冲传输理论和分布参数等效电路计算了饱和电抗器在脉冲电压作用下的匝间电压分布,并通过有限元方法研究了瞬态电场分布。结果表明:微秒级脉冲电压在饱和电抗器绕组内分布不均匀,首匝线圈电压比其他匝高出14%;瞬态电场峰值约2.08 kV/mm,电场最强的点的物理位置贴近线圈表面。     

PWM脉冲波对电机绕组时变特性影响研究

以变频电机定子绕组为研究对象,分析变频器输出的脉宽调制（PWM）脉冲波频率、峰值、上升时间对电机绕组暂态电压分布特性的影响。研究结果显示,频率的增加对电机损耗有直接影响,进而通过损耗影响电压分布,频率和损耗的增加对绕组对地电压与匝间电压幅值都有一定的抑制作用。随着尖峰系数的增大,各线圈对地电压幅值都有所增加,且最大对地电压幅值位置由靠近中性点转移至电机端。尖峰系数对匝间电压分布影响相对较小,匝间电压的变化范围在60~75 V之间,不同尖峰系数下匝间电压分布均匀。脉冲上升沿时间对电压分布影响较大,随着脉冲上升沿时间的减少,对地电压及匝间电压成线性增加。上升沿时间对匝间电压幅值及分布的均匀程度起着决定性的影响。     

SiC逆变器高频脉冲电压对Hairpin绕组绝缘安全的影响分析

针对碳化硅(SiC)逆变器高频高dv/dt脉冲激励下的Hairpin绕组高电应力容易造成绝缘损伤的问题,该文对一台电动汽车用Hairpin绕组永磁同步电机进行了绕组匝间绝缘的电压应力计算与安全分析.首先,提出考虑双导体边耦合效应的Hairpin绕组单匝线圈高频等效电路模型,提取电机绕组的高频分布参数,并基于场路耦合有限元方法建立Hairpin绕组的匝间电压计算模型;然后,得到SiC逆变器驱动下的绕组匝间绝缘电压应力,利用绕组匝间电压测试平台验证了模型与分析方法的正确性;最后,分析了不同匝间电压幅值、绝缘厚度、材料相对介电常数、匝间气隙长度等对气隙电场分布线的影响规律,以气隙电场分布线与Paschen曲线的关系为判据,给出了一种判断绕组绝缘是否发生放电的方法.     

电机绕组匝间试验故障波形分析

介绍了异步电动机绕组利用高压脉冲冲击波形比较法进行匝间试验的原理、冲击峰值电压限值和波形显示及故障波形判别方法。通过对绕组匝间故障波形和非匝间故障波形的分析对比,阐述了各种绕组故障对应的匝间波形表现形式。以帮助电机试验和维修人员根据绕组匝间波形图,确定故障产生原因,并进行相应的处理。     

特高压气体绝缘开关设备中电磁式电压互感器耐受特快速暂态过电压的特性分析

为满足系统同期合环的要求,特高压气体绝缘开关设备(GIS)中安装有电磁式电压互感器(IVT)。GIS内部隔离开关操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),可能引起IVT绕组出现电压分布不均的问题。为掌握特高压工程用GIS IVT在VFTO下的耐受特性,采用仿真和实测相结合的方法对其绕组在VFTO下的电压分布进行了研究。建立了IVT的端口模型和绕组电压分布计算模型计算其端口VFTO和绕组电压分布,并通过陡前沿冲击电压下绕组电压分布试验予以验证。通过仿真计算,获得了特高压变电站IVT端口的典型VFTO波形及其作用下的绕组电压分布特性。计算表明电压沿绕组分布整体比较均匀,绕组端部匝间、层间开口位置电压分布相对集中,试验结果初步也验证了仿真结果。根据仿真和试验结果,校核了绕组电压分布集中位置的绝缘耐受能力。进一步说明在实际特高压工程中,IVT绝缘耐受VFTO具有足够的裕度;在产品的优化设计中须加强绕组首端匝间和层间绝缘,以进一步提高其VFTO耐受能力。     

行波反射法在变压器绕组匝间短路故障定位中的应用

针对变压器绕组轻微匝间短路难以检测的问题,提出利用行波反射波的电压幅值进行匝间短路故障定位的方法。通过在变压器绕组线端输入单个低压脉冲以获取行波反射信号,从采集到的行波反射信号中提取相应的波峰电压幅值,以此作为故障诊断的电气量。根据匝间短路后对应匝波阻抗改变引起的反射电压突变,来实现匝间短路故障定位。仿真结果表明所提方法简单可行。     

变频牵引电机定子绕组暂态电压分布的计算

用多传输线理论分析了定子绕组内的电压波传播过程,提出了计算变频牵引电机定子绕组暂态电压分布的等效电路。用有限元软件ANSYS计算等效电路分布参数值的结果表明末端线圈首匝对地电压、匝间电压最大。     

接地网腐蚀的诊断方法研究

为研究变电站接地网腐蚀的诊断方法 ,将接地网等效为纯电阻网络 ,运用电网络理论、模拟电路故障诊断理论及最优化技术建立接地网故障诊断方程组 ,用MATLAB求解方程组 ,分析接地网腐蚀前后的情况变化 ,判断出接地网腐蚀的情况。仿真计算表明 ,本法可快速确定腐蚀支     

变压器顶层油温预测及其数学模型的参数辨识

介绍了变压器顶层油温测量和预测对变压器状态监测的意义和进展情况。从MIT变压器顶层油温模型出发 ,应用最小二乘法推导出一种新的参数辨识算法 ,现场数据验证了算法的有效性。误差的产生与数据量、噪声情况有关 ,实测信号由于存在由测量引入的白噪声 ,对于充分激励过程的模态 ,达到理想的参数辨识效果有益     

大型地网接地电阻测量用变频电源的研制

介绍了变频法测量地网接地电阻的优点及变频电源的设计要求、原理框图和SPWM脉冲实现方法 ,给出了其驱动电路和保护电路的设计及变频电源的主要技术指标 ,其输出频率为 30～ 70Hz(可调 ) ,测量仪精度可达到 5级     

纳秒级高压脉冲下绝缘击穿特性的研究

研究了液体和固体绝缘材料的击穿特性 ,通过蓖麻油、变压器油、聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜的击穿实验的波形处理和分析 ,说明了击穿电压与脉冲陡度、脉冲宽度和作用时间的相互关系 ,相对于直流、慢过程条件下绝缘击穿特性 ,纳秒级快脉冲下绝缘材料的击穿场强会大幅提高 ,其击穿场强随脉冲缩短而提高 ,但作用减小。给出了一些具体的绝缘材料击穿值     

用逐步升压法和Weibull参数估计油纸绝缘寿命

为评估油纸绝缘老化寿命 ,采用逐步升压法加速电老化油纸绝缘模型 ,利用Weibull概率分布对同一电压等级下多次试验得到的击穿寿命统计分析 ,利用反幂函数和指数函数拟合试验数据 ,求得两个模型中的电压耐受系数 ,用以评估油纸绝缘的电老化寿命。同时用恒定电压法试验作对比分析 ,结果表明 ,两种加压方法计算结果吻合 ,而逐步升压法简单 ,数据分散性小     

铁电阴极二极管电子发射研究

讨论了阴极发射能力与极化电场之间关系 ,一般情况为指数 =3的幂指数关系 ,极化电场达到 1.6kV/mm时 ,发射电流受空间电荷限制 ,服从修正后的空间电荷限制定律 ;当极化电场 <2kV/mm时 ,发射电子的初始能量可达18.2keV ;正脉冲激励时产生的发射电流密度比负脉冲激励时要大     

基于控制策略的变压器励磁涌流分析

介绍了一个计及合闸角和剩磁效应的三相变压器模型 ,通过该模型推导出励磁涌流与合闸角和铁心剩磁通间的相互关系。在此基础上提出了基于DSP的分相合闸控制策略并给出相应的软、硬件设计思想。仿真结果表明 :该方法可大幅减小励磁涌流的冲击 ,使变压器各电磁参数迅速进入稳态     

高功率微波脉冲功率驱动源研究进展

通过文献调研 ,阐述了高功率微波脉冲驱动源的研究现状、发展趋势及其所涉及的一些如开关、绝缘和材料击穿、脉冲形成和二极管等相关关键技术的发展状况 ,简要评估后得出一些相关结论 ,力图为应用于高功率微波的脉冲功率驱动源系统找出以后的发展方向     

局部放电图像组合特征提取方法

研究了局部放电图像组合识别特征提取和反向传播算法神经网络分类器设计方法 ,根据变压器局部放电在线监测的要求 ,设计了 5种放电模型并进行了模拟实验。 5种放电模型数据识别结果说明 :与分别采用分形特征和统计特征的识别结果相比 ,采用两者组合的识别特征集具有更高的识别率     

电力系统暂态稳定优化分层控制协调算法

就电力系统暂态性能优化问题比较了有限时间和无限时间两种分层控制算法 ,提出将分层控制器与各种PSS相配合以提高控制暂态过程的效果。对 4机系统在各种情况下的数字仿真检验各种控制方案的结果 ,证明该法可显著减小暂态过程的振荡幅度和时间 ,仿真结果还表明 ,有限时间分层控制算法效果优于无限时间算法 ,但分层最优控制的工程实现较难 ,而且求解时间长 ,不便在线应用