带平衡绕组大电流互感器磁场的三维有限元仿真研究

在大电流互感器(大TA)设计中,由于一次额定电流很大,无法进行现场三相环境条件下的物理试验,故常以等效试验方法来优化平衡绕组的匝数及其各段间的连接方式。但目前的等效试验法不准确,且成本高、周期长,为解决此问题,笔者对以三维有限元法分析现场三相环境条件下大TA磁场的有效性进行了研究。具体采用基于矢量磁位和标量电位的A-Φ法计算了大TA的磁场,采用棱边单元而不是节点单元,避免了用基于矢量磁位的节点单元法计算媒质磁导率不一致的模型时带来的错误,并以间接场路耦合法计及了外电路的影响。计算了在邻相大电流母线磁场干扰下,大TA的四段平衡绕组做反极性串接时,平衡电流值以及铁心中的最大磁感应强度值,并确定了它们随平衡绕组位置改变的变化规律。数值仿真与磁路法估算结果相吻合,证明了以三维有限元法对现场环境条件下大电流互感器的磁场进行仿真是可行的。     

大电流互感器试验时的电磁耦合场分析

目前,国内外对大电流互感器屏蔽绕组电流的计算还没有一个准确的计算公式,笔者用有限元法计算了屏蔽绕组中的电流,对仿真的结果和试验数据进行的比较说明,仿真结果是可靠的。     

短路故障时发电机保护用电流互感器中屏蔽绕组作用的评估

论述了短路故障情况下屏蔽绕组对发电机保护电流互感器的屏蔽作用，介绍了计算方法和实例分析结果。     

大电流互感器的屏蔽绕组电流分析与优化

为提高大型发电机组中大电流互感器的稳定性和可靠性,提高整个电力系统的安全,用ANSYS软件仿真 分析和优化设计15000/5A三相电流互感器的屏蔽绕组电流。仿真结果表明:4段屏蔽绕组并联和2对屏蔽绕组反极性串联二种方案较优。     

大型发电机用电流互感器的屏蔽绕组结构

由于大型发电机的额定电流比较大,相间距较小,因此其电流互感器铁芯局部最高磁通密度受邻相电流磁场的影响非常大,影响电流互感器的精度。传统的电流互感器主要以金属外壳屏蔽,因其重量重、体积大,安装不方便。故需采取绕组屏蔽措施来替代金属屏蔽,只要设计合理,即能起到良好的屏蔽作用,保证电流互感器的测量精度,提高发电机安全运行的可靠性。     

场路耦合法计算同步发电机定子绕组内部故障的暂态过程

用多回路方法虽然已经基本解决了同步电机内部故障的稳态计算问题，但故障后电机铁芯的各处存在着不同程度的饱和，这会影响到计算的准确性。而对内部故障的暂态计算，饱和因素的影响更严重，因为在内部故障的过渡过程中饱和程度也会随时间而变化。该文将电机电磁场的有限元计算与多回路方法相结合，建立了定子内部故障的场路耦合的数学模型，在此基础上对同步发电机三相突然短路和定子绕组的各种内部故障等进行了暂态仿真，考虑了磁极形状、齿槽影响、铁心的饱和和涡流等因素。计算结果与实验波形基本吻合，证明了该数学模型的正确性。     

大电流互感器内磁屏蔽方案的方向性研究

采用物理试验与数值仿真相结合的方法,分析了大电流互感器平衡绕组屏蔽性能的方向性.     

外部电流对电流互感器误差性能影响的研究

分析研究了外部电流对电流互感器误差性能的影响。     

基于场路耦合方法的变压器绕组环流损耗计算

对电力变压器低压大电流单螺旋绕组的环流损耗进行了计算及分析,开发了计算软件,计算了一台31 500kVA变压器的低压绕组中各并联支路电流,进而计算了环流损耗。     

基于组合式场路耦合法的多绕组变压器建模与阻抗参数设计

为解决低励磁阻抗多绕组变压器建模、多绕组变压器复合短路阻抗及多并联支路间电流分配计算的问题,基于组合式场路耦合分析,给出一种高效、通用的多绕组变压器建模和阻抗参数设计方法。根据初步设计的变压器结构,采用磁场能量法,二次开发出基于ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language,APDL)的三维静态磁场专用分析程序,计算出多绕组电感矩阵,并以此为依据构建多绕组变压器的线性仿真模型,进行相关仿真研究。通过仿真结果反馈的信息适当修改变压器结构以满足要求。实验结果表明,所提方法能够准确计算出多并联支路间电流分配,各种短路工况下复合短路阻抗计算结果可满足工程实践的需要。     

一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制非接触变压器

非接触变压器的耦合系数是影响感应式无线电能传输系统效率的关键因素。为提高非接触变压器的耦合系数,同时尽量减小其体积重量,提出由平面绕组和垂直绕组构成的绕组混合绕制的非接触变压器。然而垂直绕组的引入使得变压器外侧增加了一个新的漏磁路径。为抑制该漏磁,提高耦合系数,选择金属铝进行电磁屏蔽。通过磁路分析给出了屏蔽层的最佳长度公式。最后,为验证变压器有效性及优化方法正确性,制作了一个新型变压器并进行对比实验。与现有变压器相比,在10 mm气隙下,变压器耦合系数从0.523提高到0.583,尺寸从90 mm减小到73 mm。     

三相电力变压器的场路耦合模型及突发短路过程计算

电力变压器在电网中运行,受到电网电压约束,分析其突发短路时的电磁过程,一般需要采用场路耦合的方法。T法具有求解变量少、计算代价小的优点,引入绕组的耦合电压项后,可用于电力变压器的计算。本文建立了三相变压器基于T-T0-W表述的场路耦合三维有限元模型,通过考虑变压器绕组的不同联接方式及多种负载情况,对变压器在不同短路情况进行了计算、分析。结果表明,在复杂短路过程中的短路电流可能超过突发三相短路时的最大电流。     

超导变压器绕组环流研究

在用有限元法求解磁场并计算电感矩阵的基础上,采用场—路结合的方法,针对二次绕组几种不同情形进行了环流计算。结果表明为减小环流,二次绕组轴向并绕的多根导线必须在层间换位,而在二次绕组各层两端短接后用铜线过渡到相邻层时环流不可忽视。     

基于场路耦合法的新型换流变压器电磁特性的仿真研究

由于新型换流变压器具有较特殊的接线方案,其电磁特性直接关系电磁参数的设计及系统运行.基于场路耦合法,建立了新型换流变压器的场路耦合数学模型,并以某一实际新型换流变压器的原理样机数据为依据,建立了相应的有限元仿真模型;并对该新型换流变压器在投入和不投入阀侧滤波器两种工况进行仿真,通过对比两种工况条件条件下的网侧电流、感应电动势、励磁电流及铁心主磁通,结果表明:新型换流变压器在投入阀侧滤波器条件下,网侧电流中的谐波含量大大降低;感应电动势畸变率变小;励磁电流和铁心主磁通波形接正弦.新型换流变压器的电磁特性较传统换流变压器得到大大改善,有利于降低谐波对换流变压器的不利影响.     

新型变压器三角形侧绕组环流计算方法

Y,d接线变压器三角形侧绕组电流对励磁涌流识别方法的性能有很大影响,利用绕组电流实现的算法能大幅提高变压器保护的性能。指出了目前三角形侧绕组环流计算方法的不足。首先给出了一种新的电流互感器配置方案,然后在变压器回路方程的基础上推导了星形侧零序电流和三角形侧环流的关系式,利用星形侧相电流和零序电流的组合得到各相的拟合励磁...