一种新的三绕组自耦变压器的非线性建模

自耦变压器的精确建模在分析变压器运行于磁饱和区域的特性时至关重要。从单相三绕组自耦变压器的电磁关系入手,推导出折算到高压侧的三绕组自耦变压器的等效电路。给出模型中的线性绕组漏阻抗参数和非线性激磁阻抗参数的计算方法,并详细介绍了利用磁等值回路图得到激磁电抗非线性电感的方法。然后给出了利用JA磁滞模型编程实现非线性电感的方法。最后通过FORTRAN语言在PSCAD中搭建三绕组自耦变压器模型。仿真结果验证了所建模型能够准确地反映自耦变压器的非线性特性。     

直流偏磁作用下特高压交流电网谐波分布特性分析

地磁暴引起的地磁感应电流（GIC）会对特高压电网、电力设备造成严重危害,甚至导致大面积停电,因此研究GIC对特高压交流电网危害及电网谐波特性具有重要意义。通过绕组间的关系及主漏磁通的影响,采用PSCAD/EMTDC仿真软件建立特高压自耦变压器模型并验证了其准确性。以三华电网全节点模型中的1000 kV电压等级为例,搭建了1000 kV特高压交流电网仿真模型,根据仿真分析了在直流偏磁作用下特高压自耦变压器的谐波特性、1000 kV等级交流电网中谐波电流的分布及其传播特性。     

直流输电谐波不稳定抑制新方法

针对传统直流输电系统中谐波不稳定现象,研究了一种新型换流变压器及其滤波系统。其阀侧绕组采用延边三角形接线,为3倍数次谐波电流提供通路;通过匝比配合,实现12脉波换流;延边绕组与公共绕组构成自耦变压器接线,在公共绕组上连接滤波支路,并调至谐振点,配之以变压器零阻抗设计,在阀侧实现谐波抑制兼无功补偿功能。对拟建立的直流输电开发研究平台在设计参数的基础上,进行了计算机仿真研究,仿真结果表明:新型换流变压器及其滤波系统可大幅降低交流网侧中2、3次非特征谐波与11、13次特征谐波电流含量,很好地抑制直流输电系统的谐波不稳定,同时新系统中的滤波器阻抗在基频下呈容性,其对换流器可进行无功功率补偿,改善了系统的动态稳定性。     

基于自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的直流输电系统仿真研究

为揭示自耦补偿与谐波屏蔽(新型)换流变压器电磁暂态瞬变过程,模拟直流输电系统中新型换流变压器网侧与阀侧端口电压、电流的输入、输出特性以及交直流之间的相互 作用,利用仿真软件Matlab分别建立了用于6脉动与12脉动直流输电系统的新型换流变压器仿真模型,并将其应用到直流输电系统动态仿真中。仿真结果表明：新型换流变压器取代传统换流变压器在一定程度上优化了直流输电系统的结构,通过对变压器第三绕组的零阻抗设计及绕组抽头处滤波器参数的合理配置,既能降低换流变压器网侧谐波含量、有效减少谐波与无功对换流变压器的损耗,又改善了换流变压器阀侧的线电压与相电流,有利于换流器可靠换相与正常运行。     

三常±500kV换流变压器不同工况下绕组电流仿真分析

在高压直流输电系统中,换流变压器作为高压直流输电系统的核心部分,实现由交流系统到直流系统再到交流系统的能量传递,它的运行状况直接影响整个直流输电系统甚至交流系统的安全性和稳定性。为具体研究±500 kV换流变压器不同工况下的谐波磁场和损耗,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了三峡-常州直流输电工程仿真模型,首先仿真分析了额定运行时电压和电流,仿真结果与实际直流线路的电压电流值吻合较好,验证了仿真模型的有效性,然后调节参数模拟了换流变压器短时过负荷运行下网侧绕组和阀侧绕组的电流,并对额定运行和短时过负荷条件下的绕组电流的谐波分量进行了分析,所得数据为计算换流变压器谐波磁场和损耗提供了数据支持。     

新型交直流输电系统谐波抑制的机理

为降低换流器产生的谐波对交流系统的影响,提出了一种可有效抑制谐波于阀侧且可降低滤波器设计难度的新型换流变压器和新的谐波抑制方案。介绍了新型换流变压器的绕组接线方式、电压偏移角的计算、绕组匝数比的确定后分析了谐波抑制的机理和有效谐波抑制对绕组谐波阻抗的要求。为验证该谐波抑制方案的可行性和正确性,建立了基于新型换流变压器和传统换流变压器的交直流输电系统的仿真模型,两个模型的阀侧和网侧电流的对比分析证明,新型换流变压器的交直流输电系统谐波抑制效果良好。     

特高压自耦变压器的建模和电磁暂态仿真

为了在特高压环境下正确应用变压器差动保护,需要对特高压变压器进行合理建模,并进行相应的电磁暂态仿真。根据三绕组自耦变压器星型等值电路的原理,用电磁暂态仿真软件EMTDC中的统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)普通三绕组变压器模型来模拟1000MVA/1050kV三绕组自耦变压器,将特高压变压器参数折算成UMEC模型参数,形成特高压变压器模型。在特高压环境下,分别进行励磁涌流和故障电流仿真,并用于考察应用得最为广泛的2次谐波闭锁的变压器差动保护的动作可靠性。分析表明:当合闸角和剩磁满足一定条件时,特高压变压器三相励磁涌流的2次谐波含量都会在10%以下,即使采用一相制动三相的2次谐波闭锁策略,如果2次谐波门槛值维持在15%～20%,也不能避免差动保护误动;另外,在某些轻微故障的情况下,故障初期故障电流的2次谐波含量成分较高,会使保护动作短暂延迟。     

220kV变压器附加绕组专接滤波器的谐波治理方案

在某些220kV变电站中,由于其主要为非线性负荷供电,谐波污染严重。传统的解决方法为在变压器低压侧接LC滤波器,治理谐波的同时兼顾无功功率补偿。受低压绕组等值阻抗的约束,此种方法滤波效果不佳。本文提出了一种220kV变电站谐波治理新方案,本方案采用变压器独立附加绕组接LC滤波器,且通过特殊设计使变压器附加绕组的等值阻抗为零。推导了传统方案和新方案的滤波原理,对比分析了新方案滤波效果的优越性。设计了一台具有零等值阻抗特征附加绕组的180MVA、220kV三相变压器,并基于Ansoft软件建立了场路耦合仿真模型进行仿真分析,最后对实验室样机进行测试分析,仿真和测试结果验证了新方案良好的滤波效果。     

基于三相三绕组等效网络的变压器绕组扫频阻抗特性研究

扫频阻抗法在电力变压器绕组变形诊断领域被广泛应用。目前,多基于绕组的简化模型对其进行仿真研究,无法研究变形发生于不同绕组时,扫频阻抗曲线的变化情况。本文针对三相三绕组变压器,建立其完整的三相三绕组等效电阻-电感-电容（RLC）参数模型及简化的单相三绕组RLC参数模型。通过分析上述两个模型的高对中扫频阻抗曲线,发现简化RLC参数模型包含的绕组机械状态信息并不完整。最后,基于完整的三相三绕组模型,研究不同绕组发生短路故障时扫频阻抗曲线的变化趋势并计算其相关系数,分析不同绕组故障对扫频阻抗曲线的影响程度。     

含单相变压器电路的谐波问题

本文用沃尔特拉级数方法研究了单相变压器非线性激磁特性对电路谐波的作用。分析表明,在一定情况下,可以近似地用叠加原理计算电路的谐波,而且谐波阻抗近似地接近一常复数。论文对单相变压器戴维南等效电路的等效(谐波)阻抗的一种看法,作了评价。     

采用不同基准容量计算VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗电压的研究

针对VX接线单相三绕组牵引变压器阻抗计算采用基准容量规定不统一的问题, 选取额定电压为220 kV、高压容量40 MV·A、中压绕组容量(25+25) MV·A、阻抗电压为10.5%的VX接线单相三绕组牵引变压器为研究对象,分别收集阻抗电压以中压绕组容量为基准和以高压绕组容量为基准的产品技术资料,从阻抗、成本、损耗综合分析两种方案的优劣性,确定VX 接线单相三绕组牵引变压器阻抗设计以高压绕组容量为基准为最佳设计方案。     

单相旁柱线性调压自耦变压器的阻抗计算

对单相旁柱线性调压自耦变压器的阻抗计算公式进行了推导,并对一台变压器做了计算.     

高压并联电抗器非线性模型的分析

建立精确的高压并联电抗器非线性模型是对超(特)交流输电系统进行各种仿真分析的基础.基于单相并联电抗器的电磁关系,充分考虑铁心非线性的影响,提出了一种适用于谐波分析、易于仿真实现的单相并联电抗器的非线性模型,它由反映其磁化特性的非线性电感与反映其铁心损耗的非线性电阻并联再与漏阻抗串联组成,并且分别引入i<,r>-u和i<...     

Harmonic cancellation by mixing nonlinear single-phase andthree-phase loads

The voltage on the distribution line is, in most cases, distorted even at no load of the transformer. This is due to the “background” distortion on the medium-voltage line caused by the large number of single-phase nonlinear loads, such as PCs, TVs, VCRs, etc. This paper proposes a method to mix single-phase and three-phase nonlinear loads and reduce the harmonic currents significantly. The dependence of the phase angle of the harmonic currents as a function of the short-circuit impedance is investigated using SABER for the three-phase and the single-phase diode rectifier both with and without DC-link inductance. The phase angle of the fifth harmonic current of a three-phase diode rectifier is always in counterphase with the fifth harmonic current of a single-phase diode rectifier. This leads to the conclusion that adding three-phase rectifier load can actually improve the power quality at the transformer. This is also validated by a number of on-site measurements in several applications of three-phase adjustable-speed drives     

基于调谐技术的谐波电能提取利用装置

提出一种新型的基于基波磁通补偿原理与调谐滤波技术相结合,通过三绕组变压器在不取用基波功率的前提下获取电网中谐波电能的装置。通过合理设计变压器的3个绕组阻抗参数,使变压器原边与串联阻容电路形成调谐电路,从而使电网中的谐波电能流入变压器的原边。变压器三次侧绕组根据基波磁通补偿原理消除谐波电能中的基波无功;使二次侧绕组提取到不含基波无功的谐波电能,并经过变频装置变为可直接利用基频电能。在此基础上,利用Matlab对其稳态特性进行了仿真研究,并与直接滤波效果进行了对比,证明该原理的正确性。     

基于诺顿等效电路的多谐波源责任划分研究

明确区分多个非线性负载对电网公共连接点(PCC)处的谐波贡献是实现多谐波源责任划分的重要问题。首先采用波动量法将单相不控整流谐波源等效为诺顿等效模型,并通过谐波电流源值与单相不控整流电路的各次谐波电流值近似相等证明了诺顿等效模型的有效性。然后搭建了含有三个谐波源的等效电路,并等效出各自的诺顿等效模型。最后利用等效阻抗计算出各非线性负载各次谐波电压值,利用电压表示的谐波责任指标因子进行多谐波源电压责任分摊。文中方法简单明了且有效,有利于实际配电网含多谐波源责任划分的工程应用。     

六相三角形联结自耦变压器优化设计

为降低多脉波整流系统设计成本,提高谐波抑制效率,对原边为三角形联结的自耦变压器进行了优化设计。通过几何方法分析自耦变压器相量图,给出了原边为三角形联结的自耦变压器所有副边位置;并通过分析副边位置系数和比例系数的关系,推导出不同变比时自耦变压器通用设计公式;同时分析了自耦变压器结构参数与其等效容量的关系,通过图表法得到等效容量最小时的结构参数。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

Negative inductance and numerical instability of the SaturableTransformer Component in EMTP

Numerical instability of the EMTP built-in model, the Saturable Transformer Component for the three-winding case, has been the topic of interest of the EMTP community for the past twenty years. Through theoretical analysis and computer simulation, the source of the numerical instability of the component is identified as the use of the negative inductance in the equivalent circuit of the transformer. A simple modification of the structure of the component is suggested, and the numerical instability is eliminated. The modification is supported by theoretical analysis and verified by the benchmark test of the GPU line energization test of 1973. The stability of the three-winding transformer equivalent circuit with a negative inductance is discussed in detail. A topology-based and duality-derived single-phase three-winding transformer model is described     

500kV自耦变压器中性点经小电抗接地系统的过电压与绝缘配合

在500kV自耦变中性点由直接接地改成经小电抗接地的方式后,对其中性点、主变入口处上出现的过电压进行了详细全面的分析,并在此基础上对中性点电抗器的小电抗取值、主变中性点和主变入口处的过电压保护和绝缘配合问题进行了探讨。