交直流混杂环境下三相变压器绕组振动研究

针对三相变压器在交直流混杂环境下的直流扰动问题,研究其绕组振动特性。建立Y/D变压器直流入侵状态方程,通过电磁耦合迭代辨识绕组电流,利用振动谐响应模型分析绕组振动。仿真计算变压器在不同运行方式下的直流偏磁电磁特性,研究不同直流扰动时绕组电流的变化及其振动特性,同时将不同条件下的绕组振动情况进行对比并总结规律。搭建三相变压器动模实验平台,开展380V变压器空载和负载直流扰动实验,获取绕组电流与振动信息。利用实验数据验证仿真结果的正确性。     

单相变压器首端匝间短路电磁振动特性研究

针对单相变压器首端匝间短路问题,研究不同匝间短路比例下电磁振动特性,利用电磁耦合原理建立变压器匝间短路状态方程,仿真模拟不同短路比例下电磁参数及振动加速度变化,结果说明在不同比例匝间短路故障下,短路绕组电流方向改变、幅值变大,未短路绕组电流改变较小;内部漏磁增加,且短路绕组对应区域漏磁增加明显;由于电流及漏磁增加致使绕组振动加剧,随着匝间短路比例的提高,变压器电磁参数及绕组振动加速度进一步改变。最后,搭建匝间短路动模实验平台,测量变压器首端不同比例匝间短路故障下绕组电流及振动加速度,对比仿真结果与实验数据,验证了建模的有效性及所得结论的正确性。     

变压器直流偏磁下异常电流表征振动特性研究

针对变压器遭受到直流扰动时的铁心振动问题,建立单相双绕组变压器与三相三柱式Yd变压器的直流扰动振动模型。基于电磁耦合原理辨识绕组电流;构建振动谐响应模型研究振动特性,对不同直流扰动时的变压器电磁特性进行仿真计算;分析在直流影响下绕组异常电流和铁心振动加速度的变化特性,并总结其规律。搭建变压器交直流混杂动模实验平台,分别对绕组电流和铁心振动信号进行辨识和采集,并与仿真结果进行对比,证明了该文方法的正确性和有效性。     

基于电磁-机械顺序耦合的变压器直流扰动振动特性研究

电力变压器直流扰动状态下励磁电流畸变、谐波含量增加,导致内部构件振动加剧,严重危害变压器的安全稳定运行.本文针对变压器直流扰动下电磁-振动特性变化问题,研究变压器直流扰动下绕组电流、励磁电流及振动加速度变化情况.建立变压器电磁-振动模型,分析机械振动机理,基于变压器电磁-机械顺序耦合算法,仿真分析不同直流扰动状态下的绕...     

交直流混杂环境下Y/?变压器铁芯振动研究

针对三相Y/Δ变压器遭受直流扰动时的励磁饱和与铁芯振动问题,提出了一种励磁-振动谐响应分析方法。建立直流入侵状态方程,通过电磁耦合迭代辨识励磁电流,以表征直流偏磁下变压器的饱和程度,同时建立振动谐响应模型分析铁芯振动。仿真计算变压器在交直流混杂环境下的电磁特性,研究不同直流水平下励磁电流的变化情况及铁芯振动特性,同时将三相组式变压器与三相三柱式变压器在直流扰动下的励磁-振动特性进行对比并总结规律。搭建Y/Δ变压器动模实验平台,利用励磁电流辨识模块监测电流波形,利用振动监测模块采集振动信号,通过实验数据验证仿真结果的正确性。     

直流偏磁下变压器绕组振动特性分析

为了研究直流偏磁下变压器发生短路故障时绕组的振动特性,基于"电磁-结构"多物理场耦合分析的方法,建立了考虑绝缘垫块非线性特性的变压器三维有限元模型.通过仿真分析了不同偏磁电流下突发短路故障时绕组的短路电流及振动特性,结果表明:随着偏磁电流的增加,绕组短路电流、振动位移的幅值发生不同程度的偏移且低次谐波分量增加明显,并通过分布反馈光纤激光器测振系统对模型进行了验证.研究结果为分析直流偏磁对变压器振动特性的影响提供了一些参考依据.     

基于多场耦合的变压器直流偏磁噪声异常表征

针对变压器在直流扰动下普遍存在的振动噪声问题,考虑目前振动噪声难以观测的现状,提出一种电磁-机械-声的多物理场耦合方法。构建变压器三维有限元电磁-振动模型,基于电磁-机械耦合原理计算载流线圈电磁与振动参数,并利用声学波动模型求解绕组空间声压分布。然后以Yd接线三相三柱式变压器为例,研究多种直流扰动下绕组的振动及噪声变化情况,分析绕组受力、振动加速度与噪声对应关系,总结其变化规律。搭建动模实验平台,测量变压器绕组振动参数,并将其与仿真数据进行对比,验证方法的正确性。在此基础上,提出直流扰动与噪声异常的虚拟映射关系函数,并制定失稳判据,实现利用可观测电气信息表征不可观测异常特征的目的,旨在为变压器偏磁效应异常监测保护提供技术支持。     

变压器绕组匝间短路振动特性分析

正建立电磁耦合模型,分析绕组振动特性,仿真计算变压器在不同负载率下的绕组端口电流、振动特性与短路比例的关系。搭建单相变压器绕组匝间短路动模试验平台,对绕组端口电流及振动参数进行量测,并将量测结果与仿真数据进行对比,验证所得结论的适用性。变压器在电力系统中承担电压转换、电能分配的作用,其正常运行对整个电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。绕组匝间短路故障是变     

三相负载不平衡对变压器振动特性的影响研究

三相负载不平衡是配网中较为常见的问题。为研究三相负载不平衡工况下配电变压器振动特性,本文理论分析了铁芯和绕组振动特性及绕组振动传播特性;利用有限元软件分析了三相负载不平衡前后铁芯磁感应强度及绕组电磁力变化情况;搭建了变压器振动测式平台,分别采集变压器在三相不同位置单相带额定负载、两相带额定负载工况下的振动信号。研究结果表明：三相负载不平衡工况下铁芯中磁通密度基本不变,负载不平衡不会对变压器振动信号高频分量产生影响;不同位置的绕组振动对同一振动测试点影响程度不一样;三相负载不平衡程度相同,不平衡相发生的位置不同,对同一测点的影响程度不一样     

基于特征提取映射的变压器偏磁多场响应

针对变压器偏磁状态下的振动噪声问题,研究直流扰动水平与噪声的映射关系。结合一种电磁-机械-声的多物理场耦合方法,构建变压器三维有限元电磁-机械模型,基于电磁-机械耦合原理计算变压器在偏磁效应下电磁参数与构件振动情况,并利用声学仿真模块计算变压器空间声压分布。以三相组式变压器为例,研究多种交直流混杂模式下变压器电磁、振动及噪声变化情况,总结其模-态特征及变化规律。搭建动模实验平台,测量变压器构件振动和噪声参数,并将其与仿真数据进行对比,验证文中方法与结论的正确性。最后建立变压器偏磁状态下直流扰动水平与噪声参数的映射关系,利用可量测参量表征不可量测的异常信息,进而为偏磁监测、评估与抑制提供支持。     

基于场路耦合的变压器绕组匝间短路电磁谐响应分析方法

变压器绕组匝间短路会造成绕组结构严重变形甚至烧毁,从而影响到设备乃至系统的安全稳定运行。基于场路耦合原理建立单相变压器三维有限元模型,研究变压器空载运行绕组匝间短路问题,通过分析绕组不同位置匝间短路时的电流、磁通以及受力情况,研究变压器励磁与绕组受力的对应关系,并总结其变化规律。在此基础上,搭建变压器绕组匝间短路动模实验平台,测试短路绕组振动加速度,通过对比仿真结果与实验数据,验证了本文方法的正确性与有效性。     

负载因素对10kV三相油浸式配电变压器振动特性影响的仿真研究北大核心CSCD

为了研究负载因素对三相油浸式配电变压器的振动特性的影响,文中提出一种基于Comsol Multiphysics有限元软件的变压器本体振动仿真计算方法。通过谐响应分析方法,分别计算负载下绕组的振动及空载下铁心的磁致伸缩振动,进而把二者耦合在一起,得到变压器的本体振动。文中研究了负载不平衡、负载容量、功率因数角等对变压器振动特性的影响。研究结果表明:B相负载不平衡比其余两相负载不平衡时,油箱表面最大加速度幅值较小;变压器油箱表面振动与负载容量有关,轻载下油箱振动主受铁心振动影响,随着负载容量增大,油箱表面振动也逐渐增大;随着功率因数的增大,油箱正表面最大加速度增大,油箱侧面最大加速度降低,油箱表面振动集中区域从侧面转移到油箱正面。文中研究结果对于变压器测点布置及振动控制具有参考意义。     

基于磁-结构耦合法的变压器绕组振动特性研究

基于S11-M-500/35型变压器,利用有限元磁-结构耦合法分别计算了变压器负载运行、第一次短路冲击、第二次短路冲击过程中的变压器绕组径向振动加速度,研究了变压器绕组的磁场分布,以及变压器绕组在不同预紧力下的模态,并通过短路冲击试验对计算结果进行了验证。结果表明变压器绕组在受到短路冲击后,绕组漏磁通密度变大8.7倍,绕组线圈上承受的电磁力变大,绕组振动加速度幅值变大,仿真结果与试验数据吻合良好,为变压器的优化设计和故障诊断提供了理论依据。     

星形-双梯形接线平衡变压器负序及效率分析

由于现有电气化铁道牵引负荷的不对称性,导致电力系统含有大量负序电流,牵引变压器运行效率不高。为了解决上述问题,对星形-双梯形接线三相变两相平衡变压器进行了研究,重点分析其负序特性及效率特性,并在不同负载工况下,探讨一次侧电流不平衡度及变压器运行效率的情况,得出了电流不平衡度为零且变压器运行效率最高的条件。通过MATLAB建模对其负序特性与效率特性进行了仿真研究,结果表明该变压器能抑制负序电流的产生。     

直流扰动下变压器励磁电流—振动关系研究

针对直流扰动下Y/Δ接线电力变压器,研究励磁电流与铁心振动之间的关系。基于三相组式变压器直流扰动电路,计算动态电感与时域电流两个状态变量,并利用变压器端口量测信息辨识励磁电流,利用励磁电流表征变压器励磁饱和状态。利用电磁耦合方法对不同直流扰动下的变压器电磁特性进行仿真模拟,计算其交直流混杂模式下的励磁电流与铁心振动加速度,研究励磁电流与铁心振动特性之间的关系。搭建220 V三相变压器直流扰动实验平台,在不同直流扰动下采集变压器励磁电流、铁心振动数据,并将仿真结果与实验数据进行对比,验证仿真模型的正确性。     

基于多场耦合的变压器偏磁振动建模与仿真分析

变压器受偏磁影响时振动异常剧烈,基于变压器电磁力场耦合方式,采用有限元仿真与振动测试技术深入研究了变压器铁芯和绕组的偏磁振动特性。首先对变压器铁芯和绕组的电磁场数学模型进行推导,建立直流偏磁条件下的振动模型。然后将推导的数学模型应用到变压器振动分析的多场耦合建模中,以一次侧电压变量作为激励,仿真分析不同直流偏磁铁芯、绕组的机械响应情况。仿真结果与实测结果对比分析,验证了提出的变压器偏磁振动的多场耦合分析方法的有效性。     

三相变四相电力变压器研究

对3种不同的三相变四相电力变压器接线原理及结构特点进行比较并总结了各自的优缺点;建立了3种不同变压器的仿真模型并进行了在不同负荷条件下的仿真实验,比较了3种不同变压器在三相与四相交流电转换过程中的性能特点。研究表明:阻抗匹配三相变四相平衡变压器是利用绕组间的阻抗约束关系实现绕组间电磁关系平衡,绕组间无曲折连接,材料利用率较高,在三相与四相不对称转换过程中具有明显的优越性。     

轨道交通平衡变压器电气特性研究*

以不对称接线三相-两相平衡变压器和阻抗匹配三相-四相平衡变压器为研究对象,根据变压器绕组接线方程和磁势平衡方程,推导了平衡变压器的平衡条件和电流不平衡度,通过其平衡条件和电流不平衡度研究了平衡变压器的电气特性,比较了平衡变压器的电气性能.     

单相变压器直流偏磁试验与仿真

6台单相变压器组成三相组式变压器，分别对变压器开路、低功率三相四线制对称负载、低功率三相四线制不对称负载、低功率三相三线制不对称负载和额定功率下三相四线制对称负载5种情况下的变压器一次绕组电流、一次和二次绕组电压就不同直流入侵情况下进行了测量。研究变压器以上5种工作状态下，直流入侵导致的励磁电流和一次绕组电流畸变和谐波分布、一次绕组电流峰值和各次谐波与直流电流的关系曲线、不同运行方式对直流偏磁的影响。试验发现，变压器直流偏磁将导致空载电流畸变，空载电流峰值及各次谐波随直流电流的增加直线上升。谐波阶次越低，增加速度越快。变压器负载情况下，功率越大，奇次谐波随直流的变化增加速度越慢，偶次谐波增长速度基本不受负载的影响。利用非线性磁滞回线与励磁电流波形的关系，对试验模型进行了仿真计算，同时得到了变压器铁心无直流偏磁和有直流偏磁下的磁滞回线。计算模型建立在Jiles-Atherton理论基础上，计算与试验吻合较好，验证了变压器非线性模型的有效性和正确性。     

基于“磁–机械”耦合场理论的电力变压器绕组振动特性研究

为进一步理解和掌握变压器绕组的振动特性,通过建立实体变压器的三维有限元分析模型,使用超弹性Mooney-Rivlin模型模拟变压器绕组垫块的非线性材料特性,基于"磁–机械"耦合场理论实现了变压器运行过程中由电动力激励到绕组振动响应的全过程仿真分析,得到了变压器绕组在电磁力激励下正常与松动状态下的振动特性。对某35 k V电力变压器振动特性的测试结果表明,变压器绕组振动波形的计算结果与直接布置于绕组上的光振传感器的测试结果吻合良好,验证了计算结果的正确性。此外,变压器绕组松动即预紧力的下降相当于垫块材料刚度的增加,此时,绕组振动信号中的100 Hz分量及其倍频均随之增大,但增幅各异。研究结果可为变压器绕组结构优化及绕组变形振动检测法提供重要依据。