基于YBa2Cu3O7块材的高温超导限流器的限流特性研究

电阻型高温超导限流器(HTSFCL)利用超导体的超导态-正常态转变来限制短路电流,无需短路故障检测电路,具有体积小、重量轻的优点。为此在国内提出了基于YBa2Cu3O7高温超导材料的电阻型HTSFCL方案;开展了电阻型HTSFCL限流特性的实验研究,得到了不同电压下,HTSFCL的限流效果;分析了超导体失超电阻的传播特性。实验结果表明:电阻型HTSFCL可将预计200A(交流峰值)的短路电流限到120A,限流效果明显。这对进一步开展基于YBCO材料的电阻型HTSFCL研究具有重要的指导意义。     

基于时步有限元的抽水蓄能电机瞬态参数计算方法的对比

为准确计算抽水蓄能电机分别运行于发电及电动工况时的瞬态参数,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用包络线法得到空载突然三相短路时电机的瞬态参数(简称包络线法),同时用冻结磁导率法得到空载突然三相短路时定转子绕组漏抗及电枢反应电抗,由各瞬态参数定义式得到瞬态参数(简称冻结磁导率法)。将冻结磁导率法计算值与设计值分别代入短路电流解析式中得到短路电流波形,与时步有限元仿真波形相比,冻结磁导率法计算波形与之更为接近。将这两种瞬态参数计算方法应用于实验室6极反装水轮发电机,与实验结果对比验证了两种计算方法的有效性和可行性。     

交流励磁机的有限元多元化参数计算及瞬态仿真

由于交流励磁机电枢绕组电流在导通期间的时变性以及铁磁材料饱和特性的影响,瞬态电感是转子位置和电枢绕组电流的多元函数,解析法难以准确计及电流时变性和铁磁材料饱和性的影响。这里采用二维有限元多元化参数法建立交流励磁机的电磁场约束模型,并定量计算了转子位置、励磁电流以及电枢电流变化对瞬态电感矩阵的影响,利用该计算结果对交流励磁机在三相稳定短路、两相对地短路和单相接地短路等瞬态特性进行了仿真试验,进一步证明基于"场"的方法计算瞬态电感矩阵的可行性。     

基于时步有限元的同步发电机三相突然短路仿真分析

基于时步有限元方法分析发电机瞬态过程,对于改进系统稳定分析中发电机模型具有重要意义。本文采用场-路耦合时步有限元方法建立了同步发电机的动态仿真模型,针对实验室的一台7.5kW非线性发电机模型机三相突然短路进行仿真及实验对比研究。用Prony方法对瞬态电流的仿真及实测结果进行分解,得到交直流分量,通过对比分析验证了该动态仿真模型的正确性,并辨识出时间常数Ta和Td′。进而对不同励磁电流下负载突然短路进行仿真,得到不同响应的变化趋势。     

基于EMD-SG和信息熵矩阵束的同步电机参数辨识

为了解决工程实际中准确获得同步电机瞬态及超瞬态参数问题,提出经验模态分解与矩阵束算法相结合的新型同步电机参数识别法。该方法借助EMD对采集到的含噪短路电流信号进行分解,采用Savitzky-Golay滤波器对高频分量部分进行平滑降噪预处理,借此提高其信噪比;为较好识别短路电流模态阶数,将信息熵引入矩阵束并将此改进矩阵束算法用以提取预处理后的短路电流各分量的频率和阻尼,进而识别出同步电机的瞬态参数。同步发电机三相突然短路仿真与试验参数辨识结果均表明,该方法在信噪比低于24 d B时,仍能快速、精确地辨识同步电机参数。     

基于Ansoft感应电机不对称短路瞬态

首先简述感应电机不对称短路的瞬态理论基础，然后利用Ansoft对三相感应电动机带恒转矩负载和通风机负载稳定运行时突然发生定子一相绕组对中点短路故障的运行过程进行仿真计算，并对仿真结果进行分析。     

三相感应电动机短路故障运行的仿真研究

本文建立了三相感应电动机的数学模型,用MATLAB语言编制了仿真程序;对三相感应电动机短路故障的瞬态过程进行仿真,并对仿真结果进行了分析。     

带阻尼绕组的凸极式永磁风力发电机短路瞬态特性研究

短路故障瞬态特性的研究对永磁风力发电机的安全稳定运行具有重要意义。本文以带阻尼绕组的凸极式永磁风力发电机(Salient Pole Permanent Magnet Wind Generator, SPPMWG)为研究对象,对发电机短路时的瞬态特性进行研究。首先设计了一种带阻尼绕组的SPPMWG磁极结构,利用Maxwell软件建立SPPMWG的有限元模型,然后联合Simplorer建立其短路故障下的场路耦合计算模型,最后对不同短路故障进行仿真计算,对电机瞬态参数及阻尼绕组对短路特性的影响展开了分析。结果表明,阻尼绕组对抑制SPPMWG的短路电流及永磁体退磁起到了重要作用。     

异步电动机定子绕组匝间短路故障检测新方法

定子绕组匝间短路是异步电动机常见故障之一,因此研究其检测方法具有重要意义。针对异步电动机定子绕组匝间短路与转子断条故障瞬态进行仿真并分析仿真结果,指出异步电动机转子故障对定子绕组匝间短路故障检测存在不利影响,甚至导致故障误判。提出计及转子故障时的异步电动机定子绕组匝间短路故障检测新方法,该方法关键在于预先采用频谱校正与自适应滤波技术滤除定子电流中由转子故障所导致的特征频率分量。大量仿真与实验结果表明,该方法可以避免将转子故障误判为定子绕组匝间短路故障,使定子绕组匝间短路故障识别可靠性大幅提高。     

永磁同步电动机瞬态电抗参数的计算与测试

本文以250W异步起动永磁同步电动机和900W表面式永磁伺服电机为例,应用Ansoft软件对永磁同步电机进行三相突然短路试验的仿真分析,得出三相电流变化曲线,并通过编写程序对电流变化曲线和反电动势曲线进行谐波分析,使用基波分量值求取永磁电机的超瞬态电抗准确值。最后通过三相突然短路试验得到短路电流波形,得到超瞬态电抗的试验值,与仿真结果进行比较。     

新型饱和铁心型高温超导故障限流器等效电路和仿真分析

基于饱和铁心型高温超导故障限流器的基本工作原理,提出了一种新型高温超导故障限流器的铁心结构和交直流线圈配置方式。通过理论分析,介绍了新型结构的工作原理,建立其等效二端口电路模型,推导出电路模型的参数,分析了交流绕组在直流回路中产生的感应电流大小。结构限流器通过缩减偏置磁路的有效长度,降低偏置电流的大小。对新型高温超导故障限流器进行仿真分析,仿真结果表明,在系统正常运行时,结构限流器对交流回路电流的影响很小,在系统发生短路故障时,能够有效、快速地将短路电流限制在合理范围内。     

基于舰船电力系统的磁饱和型限流器的研究

舰船电力系统容量的不断增大使得短路电流水平大幅度提高。现有开关的分断能力已经无法满足短路保护的要求,必须对短路电流峰值加以限制。研究了磁饱和型限流器的工作原理,根据经典电机暂态分析理论,得到了电感合适值的计算公式。建立了基于simulink下SimPowerSystems模块库的仿真模型,对系统加FCL前后的短路过程进行了仿真研究,仿真结果与理论计算吻合良好,证明理论结果是可信的。     

利用数值仿真方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数

精确的变压器深度饱和模型是分析电网过电压暂态过程的基础。而目前端口试验的方法只能得到额定运行时等效电路模型的参数,却无法得到过电压下深度饱和区的参数。该文提出利用数值仿真的方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数,数值仿真的方法分为两种,包括基于端口数值试验的方法和基于电磁场分布计算磁阻方法。前者通过磁场和电路耦合的方法在变压器的端口设置开路或短路状态以确定等效电路参数,后者利用变压器各部分的磁通和能量的积分结果计算磁阻,再转换得到等效电路参数。计算磁阻的方法更适用于分析拓扑复杂、深度饱和的变压器等效电路模型参数。     

超高压磁控式并联电抗器仿真建模方法

从系统角度分析了可控电抗器在超高压和特高压电网中的多种作用和应用前景;结合江陵换流站500 kV磁控式并联电抗器示范工程,分析了其磁路结构和工作原理,通过理论推导得出了磁控式可控电抗器的数学模型;在此基础上,提出了复杂磁路建模新方法--磁路分解法,并建立了磁控式并联电抗器(magnetically controlled shunt reactor,MCSR)仿真模型。文章给出了10 kV MCSR原理样机的试验结果,并与软件仿真结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性。文中提出的磁路分解仿真建模法具有原理清晰、建模简便、模型精确、工程适用的特点,适用于电力系统电磁暂态计算,为超/特高压MCSR的分析提供了必要的仿真手段。     

电磁脱扣器动态特性的仿真

借助于三维场分析软件ANSYS,对各种常用电磁脱扣器建立了三维有限元模型,通过分析其磁场分布,用磁场分割的方法并经过拟合后,得到计算气隙磁导和漏磁导公式.用此计算公式结合已有的磁路法,实现各种形式的电磁脱扣器的动态特性仿真.     

配永磁机构真空断路器操动时间分散性的预测模型与影响因素研究

针对现有模型存在的难以实现多场充分耦合的问题，提出了一种对配永磁机构真空断路器动作时间进行预测的新模型。该模型考虑励磁变化和运动部件速度效应带来的涡流影响，实现了永磁操动机构的复杂机械运动、电子瞬态电路与瞬态磁场的多场耦合分析。基于该模型，对某型号配永磁机构真空断路器的动作时间进行了预测，实验证明所提方法是正确的。在此基础上，利用模型分析了励磁电压、环境温度、铁心材料和励磁方式等因素对永磁操作机构动作时间分散性的影响，并研究了各因素对动作时间分散性的影响机理。     

一种基于磁化曲线分析瞬态饱和的异步电机空间矢量的新方法

提出一种用空间矢量表示的异步电机瞬态饱和的数学模型.该模型的分析方法有别于传统的磁路饱和处理方法,直接利用异步电机空载磁化曲线来考虑磁路饱和对电机的影响,进而推导出异步电机瞬态饱和非线性数学模型.利用该模型对异步电机进行Matlab实例仿真.结果表明,该模型较之线性模型有一定的改进.     

开关磁阻电动机稳态特性的研究

用等效磁网络模型方法给出了开关磁阻电动机稳态特性的计算结果，结合系统的驱动电路和驱动逻辑建立了开关磁阻电动机稳态分析的实验模型，分析了开关磁阻电动机稳态运行过程中绕组电流、磁场储能和动态转矩的变化情况，尤其是对电机磁场储能的研究。详细的仿真分析证实了该方法的可行性，通过实验进一步证实了该方法的有效性。     

低压断路器瞬态电热分析技术研究

研究了低压断路器瞬态电热分析的仿真计算方法,考虑集肤效应导致的电流非均匀分布和表面散热系数,重点分析了触头接触、带镀层导体、接线端以及连接导线或者母排等环节的接入电阻计算和仿真等效建模.利用有限元软件建立了低压断路器大电流短时间加热的瞬态仿真分析模型,分析了导电回路触头和母排温度变化,并用试验验证了该方法是可行的.