脉冲变压器锥形绕组电压分布数值分析

采用数值计算方法 ,根据实际脉冲变压器锥形绕组的结构 ,建立了相应的匝间电容电感有限元计算模型及等效电网络分析数学模型 ,计算了脉冲电压激励下锥形绕组匝间的电压分布。结果表明 :高压端的振荡频率明显高于低压端 ;电压分布不均匀 ,绕组高压端承受了大部分压降     

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。     

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。     

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,。     

风力发电机绕组分布参数对过电压分布影响研究

分析永磁风力发电机绕组分布参数对电机内部过电压分布的影响,对绕组绝缘设计具有重要意义。针对永磁风力发电机定子绕组的结构特点,利用有限元分析软件建立定子槽模型并计算其分布参数。对来自变流器的陡上升沿高频脉冲电压作用下的定子绕组过电压分布特性进行仿真分析,研究绕组分布参数对匝间过电压分布的影响,并讨论改变分布参数对优化过电压分布的效果。通过对绕组分布参数的研究,提出改善绕组过电压不均匀分布的初步措施。     

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。     

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。     

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.     

VFTO作用下变压器绕组集中参数建模

提出了VFTO下变压器绕组的分段集中参数模型.通过对不同电压等级变压器绕组的仿真分析,验证了用该模型计算VFTO作用下变压器绕组电压分布的有效性.     

隐极同步发电机转子匝间短路的分布电压诊断法

介绍了隐极同步发电机转子绕组匝间短路的分布电压诊断法,通过分布电压的测量,及时发现了转子绕组早期匝间短路故障,确定了故障线圈,防止了事故的发生。     

Modeling of large AC motor coils for steep-fronted surge studies

Interturn insulation failure is now recognized as a common cause of failure in large AC machines. The line-end coil is the most likely site of such failure, since under steep-fronted surge conditions it bears 100% of the surge amplitude for several microseconds. During this period, measurements show that the interturn voltage distribution in the line-end coil is nonlinear, with up to 40% of the surge voltage appearing between the last two turns of the coil. To predict the voltage distribution in the line-end coil under such conditions, a multiconductor transmission line model of the coil has been developed. This model can then be used in a general-purpose electromagnetic transients program (EMPT) or in a special-purpose EMPT. Results are presented for measured and simulated waveforms on a large AC motor. The simulations have been done on a special- purpose EMPT. The latter has also been used to compute the impulse response of the coil which can, then be convolved with the applied surge waveforms to derive the coils response to a variety of surge waveshapes. This is a much cheaper method of solution if responses to a variety of surge waveforms are required since it only requires running the PT program once, followed by a number of runs of the much simpler and faster convolution program     

Interturn Stator Voltage Distribution Due to Fast Transient Switching of Induction Motors

Steep fronted switching surges can cause severe stressing of the interturn insulation in induction motor windings. This may lead to failure. Experimental results show that severe nonlinearity in the voltage distribution within the coil can occur. it is shown that an analytical method of quantifying interturn surge capability is required, if test methods and design procedures are to be used with confidence. Such a method is described and shown to conform well with measured results. The use of surge protection devices is briefly considered.     

Analysis of steep-fronted voltage distribution and turn insulationfailure in inverter-fed form-wound AC motor

As a potential source of turn insulation failure, the steep-fronted voltage at the motor terminal generated by pulsewidth modulation drive switching or cable ringing is not uniformly distributed among the coils of the windings and among the turns of the coils. This paper presents a detailed electromagnetic analysis of the parameters of a transient model of coil and coil group which includes iron loss, skin, and proximity effects. The finite-difference method is applied to solve the model for the interturn and intercoil voltage distributions. The simulation is compared to a simplified lattice diagram analysis and to test results. A turn insulation surge-withstanding capability study is then presented with a flexible insulation test system that models the repetitive steep-fronted voltage stress and temperature stress     

阶梯电压下变压器匝间绝缘局部放电试验研究

对于变压器绕组而言,轻微匝间放电的发展可能会造成匝间短路甚至更严重的后果。因此,对变压器绕组匝间局部放电的发展进行深入研究具有重要意义。在实验室内构建了变压器匝间绝缘局部放电试验平台,参照500 k V电力变压器线圈绝缘处理工艺要求,设计并制作了匝间绝缘局部放电试验模型线圈,采用逐级升压法对模型线圈施加试验电压,利用数字式局部放电检测仪进行局部放电信号采集,在室温下对变压器匝间绝缘局部放电特征量和二维图谱信息进行了系统的研究。得出了不同加压持续时间下脉冲最大幅值、脉冲平均幅值、脉冲重复频率和脉冲功率的变化特征以及二维图谱的相位分布信息。     

一起母线高压电抗器匝间保护动作事件的分析

某500kV新建变电站母线高压电抗器投运时,某相的合闸线圈被烧毁,且由于非全相导致高抗匝间保护迅速动作,出口跳开三相。针对这一典型事件,文中分析了高抗保护装置中匝间保护元件的原理性缺陷,给出具体的修改方案。并通过事后的试验和缺陷排查分析,找出了合闸线圈烧毁的原因。通过对事件的分析,为母线高抗匝间保护的设计以及操作箱的应用提供了经验。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路在线检测方法的研究

提出了汽轮发电机转子绕组匝间短路在线检测的一种新方法。这种方法是在探测线圈法的基础上，把小波变换用于突变信号的检测，对定、转子气隙中探测线圈上感应电势信号的故障特征进行提取，以实现对发电机转子绕组匝间短路故障的检测及故障点的定位。实例表明，该方法适用于故障信号的特征提取，适合于发电机转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

基于小波消噪的汽轮发电机转子匝间短路在线检测

本文将小波消噪法应用于汽轮发电机转子绕组匝间短路故障信号的处理中。在发电机负载运行的工况下,利用小波分析方法并结合发电机的特点和感应电势信号中各种信号的特征及频率范围,对探测线圈上测得的感应电势信号进行消噪处理。试验表明,该方法可以有效地实现对故障信号的消噪处理,适合于发电机转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

一种并联高压电抗器匝间保护的整定计算与校验

匝间保护是并联电抗器非常重要的一种主保护,在500 kV超高压电网中应用广泛,主要用来保护电抗匝间短路。介绍了应用于500 kV输电线路的并联高压电抗器SG R751 保护装置匝间保护的原理和零序阻抗圆的计算方法;同时介绍了匝间保护的整定计算方法和计算原理;并给出了计算实例,测算出了匝间保护动作电压的特性曲线。该方法同样适用于WDK-600 等应用了零序阻抗继电器的高抗保护装置。