应用于绕组变形检测的电力变压器漏电感参数有限元计算方法研究

针对电力变压器运行过程中绕组变形导致绕组漏电感参数发生变化的基本特征,提出利用有限元软件ANSYS对电力变压器铁心和绕组进行建模,仿真计算变压器漏电感参数;同时提出通过改变绕组的基本几何尺寸模拟绕组变形,为电力变压器绕组变形检测的变形判据研究提供一定的理论基础。     

基于电气量特征的变压器绕组变形监测技术现状与展望

介绍电力变压器绕组变形产生的原因及表现形式,着重分析和总结现有的基于电气量特征的电力变压器绕组变形传统的离线检测技术和在线监测理论的特点及应用,并分析现有方法存在的主要问题和原因。结合变压器绕组变形与漏电感参数的变化关系,指出变压器绕组漏电感参数的准确实时计算将成为绕组变形监测,尤其是从离线到在线监测技术发展的关键问题。     

基于漏电感参数的变压器绕组变形故障机理分析

运行于电网中的电力变压器,不可避免地将遭受各种短路故障的冲击,由于短路电流产生的巨大电动力和绕组的瞬间急剧发热,会造成变压器绕组变形.文章从漏磁场的分布及类型等特点分析了绕组变形的故障机理.指出绕组变形引起的磁路变化将影响漏磁场的分布状态.从而将直接导致变压器漏电感参数发生变化.同时推导了漏电感的线性磁路计算方法.进一步验证绕组变形与漏电感参数之间的物理关系.变压器绕组漏电感参数的准确实时测量将成为绕组变形监测、尤其是从离线到在线监测技术发展的新的研究方向.     

漏电感参数辨识技术在线监测变压器绕组变形

电力变压器运行过程中发生绕组变形将会导致绕组漏感参数发生变化,为了实现变压器绕组的在线监测和预知性维修,以变压器回路方程作为参数辨识模型,提出了一种利用最小二乘算法进行绕组漏电感参数实时辨识从而实现绕组变形在线监测方法,推导了用于变压器漏电感参数辨识的方程,分析了辨识结果产生误差的原因,并对忽略励磁电流带来的误差进行了补偿。动模试验数据及仿真数据验证了参数辨识结果具有较高的精度,且不受负荷变化及功率因数变化的影响,同时利用绕组模拟变形数据验证了绕组变形在线监测实现的可行性。     

基于回路平衡方程的变压器绕组变形在线监测研究

电力变压器运行过程中发生绕组变形将会导致绕组漏感参数发生变化,提出用变压器等值回路平衡方程进行绕组参数辨识的方法。以双绕组单相及三相变压器绕组回路平衡方程为基础,采用最小二乘算法估算原副边绕组电阻、漏电感参数,进而实现变压器绕组变形的在线监测,并针对变压器稳态回路方程模型的不可辨识性提出新的解决方法。仿真和动模试验表明该方法的合理性和有效性。     

基于有限元的变压器绕组变形等值漏电感检测法研究

电力变压器在运行过程中绕组变形后会引起绕组漏电感值的变化,本文利用有限元仿真软件,对变压器的铁心及绕组进行建模,利用ANSYS软件计算了变压器漏电感值。     

基于参数辨识的变压器绕组变形在线监测方法

变压器绕组变形导致的内部匝间故障已经上升至事故率的首位,对电网安全性危害极大。为此,提出一种变压器绕组变形在线监测工程方法。利用以傅里叶为理论基础的动态向量模型,在保持高精度的条件下简化变压器电磁暂态模型,并讨论不同运行状态下模型参数辨识解的个数。当变压器空载合闸时辨识出绕组电阻参数,在变压器稳态运行时利用已辨识出的电阻参数修改参数辨识模型,并辨识漏感参数。利用绕组变形与漏电感参数之间的关系,实现对变压器绕组变形在监测。建立了变压器绕组变形的仿真模型,使用有限元方法计算变压器绕组变形的短路电感值,验证了变压器绕组在线监测方法的有效性。     

基于故障录波的变压器绕组变形在线监测

变压器故障对电力系统危害极大,而离线检修造成大量人力、物力和财力的浪费,因此研究基于故障录波信号的变压器绕组变形在线监测技术和设备具有重要意义。分析漏电感与变压器绕组变形的关系,将基于漏电感的变压器方程和递推最小二乘法用于漏电感参数辨识,利用潍坊供电公司某变电站1号主变的现场故障录波数据,在线仿真验证了基于故障录波的变压器绕组变形在线监测理论的正确性和现场可操作性。     

基于有限元法的变压器漏感计算在绕组变形中的应用

电力变压器电磁分析与参数计算在科学研究与工程应用中一直受到普遍的重视,而绕组变形作为故障隐患的重要特征,其变形程度尚无法量化。以有限元方法为研究基础,利用大型有限元软件ANSYS建立变压器铁芯、绕组模型;以场路耦合方法实现变压器漏磁场的仿真,同时利用能量法原理完成变压器漏感参数的计算。针对电力变压器发生绕组变形将会导致漏感参数发生变化的基本特征,提出通过改变绕组的基本几何尺寸模拟绕组变形,计算变形前后以及各种变形形式下的漏感参数值,考察绕组变形状态和漏感参数变化量之间的关系。仿真计算结果与测量值比较,表明方法的正确性、有效性和实用性。     

基于故障录波信息的变压器绕组变形评估系统

介绍漏电感参数辨识法和变压器阻抗圆特性在变压器绕组变形检测中的应用;采用可跨平台的图形界面开发工具Qt,设计依据现场录波数据的变压器绕组变形评估的软件系统。该系统可实现录波数据的读取、电气量波形的绘制、基于最小二乘法的漏电感参数辨识、阻抗圆特性中椭圆离心率的辨识及对变压器绕组状态的综合评估。该软件界面清晰,功能强大,在现场应用中获得了良好效果。     

基于“场-路”耦合有限元分析法的变压器短路电抗仿真的研究

短路电抗法是检测电力变压器绕组变形的有效方法之一,开展变压器短路电抗的仿真计算研究,对于获取各种绕组变形故障时的特征信息具有重要意义。基于实验室中一台模型变压器的结构参数,分别建立了绕组正常及存在匝间短路故障时的有限元仿真模型,利用"磁-路"耦合的方法对变压器的漏磁场和漏感参数进行了计算,分析了绕组变形位置与变压器漏磁场之间的关系,并与在模型变压器上的实验结果进行了对比,结果表明:绕组内部发生匝间短路故障时,在径向中部的匝间短路对漏磁场的影响较大,而在轴向中层绕组的匝间短路对漏磁场的影响较小。研究成果对于指导短路电抗法的现场应用和绕组故障的检测提供了一定的理论依据。     

A simulation mathematical model of a traction transformer with tapped secondary windings

This paper deals with the problem of accounting for changes in the magnetic flux leakage of traction transformer windings under discrete cyclic load switching of traction winding sections during the simulation of continuous processes. It is proposed to take into account this change by introducing a fictitious mutual inductance and active components of the mutual impedance between the windings, which can be determined using the theory of a multiwinding transformer. A method for mathematical representation and computer simulation of the traction transformer with tapped secondary windings is considered based on the notation of the system of differential equations in the state space. Expressions for the calculation of the leakage inductance of the transformer windings and mutual inductances that take into account the change in the magnetic field of the winding leakage in the case of the discrete cyclic load switching of the tapped secondary windings. An algorithm for calculation of matrix elements of the equation of state is constructed. A simulation mathematical model of the traction transformer is developed in the Matlab/Simulink environment that takes into account the winding leakage field variation under discrete cyclic switching of the load of sections of traction windings. The adequacy of the proposed simulation mathematical model is proven by comparison of short-circuit currents obtained as a result of the simulation with currents of traction transformer short-circuit field tests.     

频响法和相关系数法判别变压器绕组变形的研究

频率响应分析法是检测变压器绕组变形的常用方法之一,其原理是通过观察频率响应曲线的波峰波谷分布位置及数量来判断绕组变形。根据变压器绕组等效模型利用MATLAB软件仿真,得到频响曲线,分析变压器绕组电感、电容等参数变化时的频响曲线。观察参数变化前后的曲线来判断是否变形。为便于定量计算,可采用相关系数法等进行辅助判断,利用相关系数法提出特征参数来判别变压器绕组变形程度,其结果可以为定量分析变压器绕组变形程度提供参孝。     

Multi-winding multi-phase transformer model with saturable core

A model is presented for a multiwinding multiphase transformer developed by the nodal inverse inductance matrix (NIIM). To obtain the NIIM the inverse of the inductance matrix is needed. Due to the strong magnetic coupling among the windings, the inductance matrix of a transformer is ill-conditioned. A new way is described to find the inverse of the inductance matrix for transformers. Core saturation and hysteresis effect are also considered. The model can be used to calculate the transients in the windings, ferroresonance, and inrush currents and to perform steady-state analysis in complicated winding arrangements and network configurations     

推挽式隔离Buck变换器的分析与研究

分析了推挽式隔离Buck变换器的工作原理;对励磁电感位于四绕组变压器一个原边绕组两端或两个副边绕组两端的情况,给出了变压器励磁电流及所有绕组中的电流波形,并推导了两个励磁电感在数值上的关系;最后通过电路仿真验证了该关系的正确性。     

变压器绕组变形在线监测算法的改进

国内外的研究和统计表明,变压器绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患,通过测量变压器绕组短路电抗来判断变压器绕组是否变形是一种有效方法。利用在线测量变压器原、次边的电压和电流量,采用递推最小二乘法(RLS)辨识变压器的短路阻抗的方法来进行变压器绕组变形在线监测。通过仿真测试结果表明,该方法能有效监测变压器绕组变形。