电力机车过分相区时暂态过程的研究

针对电力机车分相区时暂态过程对机车及牵引系统造成的不良影响,对机车过分相区时暂态过程进行了分析,并对机车过分相区时可能产生截流过电压及合闸励磁涌流的原因进行了理论研究,提出通过控制机车主断路器的合闸角的技术抑制机车过分相区产生的暂态现象。通过建立电力机车过分相区系统的等效仿真模型,对电力机车主变压器产生的合闸涌流进行了仿真分析,最后的仿真结果验证了理论分析方法的有效性。     

电力机车励磁涌流消除系统的研究

针对电力机车过分相区时合闸励磁涌流对电力机车及牵引网的电能质量造成的影响,提出了一种基于大功率电力电子技术的电力机车励磁涌流消除系统原理,并提出了同相调幅法和变频移相法两种PWM调制电压算法。该系统通过控制新型大功率电力电子电路整流、逆变、变频模式及机车变压器不同时刻励磁电压,实现电力机车无冲击平滑换相通过分相区,在出分相区合闸瞬间不产生冲击性励磁涌流。利用所提方法建立了该电力机车变压器分区换相系统的仿真模型。通过仿真分析表明,所提出的两种电压调制算法,均能有效抑制合闸励磁涌流的产生,验证了所提方法的可行性。     

新型大容量变压器无涌流合闸装置

电力机车、动车组地面联调试验需要使用25 k V单相电源,采用大容量三相变单相变压器进行变换,变压器在空载合闸时产生很大的励磁涌流,这种励磁涌流会使变压器不能正常投入运行。为抑制这种励磁涌流,分析了试验站常用的2种抑制方法,介绍了新型无涌流合闸装置原理,采用三相分级电抗器与分接开关相配合,逐级升压,成功消除了变压器合闸时的涌流。     

特高压换流变压器励磁涌流选相合闸抑制方法研究

随机合闸空载特高压换流变压器产生的励磁涌流容易造成合闸失败。文中分析了换流变合闸涌流的特殊性，并从理论上分析了剩磁、合闸角及合闸电阻对合闸涌流的影响，提出了合闸电阻结合选相合闸的特高压换流变压器励磁涌流抑制方法。利用PSCAD软件结合某±800 k V特高压直流换流站实际工况开展建模仿真，比较分析了合闸电阻、选相合闸及同时采用这两种措施抑制励磁涌流的效果。结果表明合闸电阻随机关合产生的励磁涌流高达额定电流的5.4倍；合闸电阻结合选相合闸抑制方法在保证选相合闸偏差时间在±2 ms以内时可有效抑制励磁涌流到额定电流的2倍以下。该换流站断路器改造后换流变空载合闸一次成功，验证所提抑制方法的有效性。     

基于SPWM的变压器励磁涌流抑制技术研究

为了避免变压器投运到电力系统的过程中,断路器合闸时产生的励磁涌流对电网设备及电力系统电能质量造成不良影响,文中提出了一种基于SPWM的变压器励磁涌流抑制技术。该技术通过控制新型大功率电力电子电路整流、逆变、变频模式实现变压器励磁电压的调节与控制,使变压器铁心快速的建立稳态磁场。变压器在投运到系统时变压器绕组电压幅值、相位与母线电压完全一致,实现了同期合闸,不会因暂态过程所引起较大暂态磁通而激发励磁涌流。利用所提方法建立了励磁涌流抑制系统仿真模型,仿真结果表明,所提出的励磁涌流抑制方案及电压调制算法能够有效抑制合闸励磁涌流的产生,验证了所提方法的可行性。     

基于选相合闸技术的变压器励磁涌流的仿真分析

变压器空载合闸过程中产生的励磁涌流,易使变压器继电保护误动作,也会对变压器设备和电网产生不利影响。相对于多种外部措施限制涌流的方法,选相合闸技术可以更有效地削减励磁涌流。笔者从变压器空载合闸的暂态过程着手,针对励磁涌流进行了理论计算分析和仿真分析,通过分析验证了相关方法减小和抑制励磁涌流的效果和存在的局限性,结果表明变压器选相合闸的方法能够最有效消除励磁涌流,从而减小对系统的冲击;同时针对同步开关技术的误差时间进行了分析仿真,结果表明合闸的时间误差需要控制在0.5 ms以内。     

混合型相控开关在地面自动过分相中的应用

现有地面自动过分相方案受传统开关及分相区的限制,在供电臂切换的过程中存在暂态过电压和励磁涌流的现象,供电死区时间长,导致辅助供电系统频繁启停。混合式高压复合开关具有很强的通流能力和较高的分断、过载可靠性,其中由全控型电力电子器件构成的相控单元能够实现在某一选定相位确地开断,克服了传统开关的缺点。结合混合式高压断路器特性和分相区结构,设计新型地面自动过分相系统,针对机车不同的运行方向制定不同的相控分合闸方案,从而抑制过电压和主变压器的励磁涌流,实现机车辅助供电系统不断电过分相。利用变压器饱和特性分析关合时间窗的大小,通过对机械开关关合特性的讨论,修正预击穿影响下的关合时间窗。基于MATLAB/Simulink建立牵引电网和CRH5型机车模型,对所提相控方案进行仿真,对比分析投切方案的不同暂态过程,最后建立选相控制试验平台,验证方案的有效性。     

基于正序电压相位控制的变压器励磁涌流抑制方法

针对变压器空载合闸时会产生励磁涌流的问题,首先,分析了励磁涌流产生的机理以及通过合闸角相位控制抑制励磁涌流的方法。其次,深入分析了配电系统中开关联动操作的三相变压器励磁涌流抑制策略,并提出正序电压相位控制方法。研究表明,基于正序电压相位控制的方法,对于开关联动操作的三相变压器发生各种故障分闸后再次合闸时,可以有效抑制或削弱励磁涌流。最后,将正序电压相位控制方法应用于变压器保护测控装置中,通过动态模拟试验,验证了正序电压相位控制法对于抑制开关联动操作的三相变压器励磁涌流的有效性和实用性。     

电力机车变压器和应涌流产生机理与影响因素

为研究电气化铁道电力机车变压器和应涌流产生机理,建立了牵引供电系统、合闸电力机车以及运行电力机车的数学模型,利用Laplace变换求解出机车变压器磁链的解析解。通过搭建车网仿真平台分析了合闸变压器和运行变压器的磁链变化过程以及多种条件下和应涌流的变化规律,得到了影响和应涌流变化的关键因素,并分析了励磁涌流以及和应涌流对牵引网电压的影响。分析结果表明了合闸电力机车的励磁涌流会造成运行电力机车出现和应涌流现象,并造成牵引网电压发生严重跌落和畸变,为车网系统出现的异常跳闸现象提供参考。     

计及剩磁、合闸电阻及选相合闸策略的励磁涌流仿真评估方法

长链式薄弱电网中,变压器空载励磁涌流是制约电力系统和用户设备安全稳定运行的重要因素。首先针对剩磁评估、合闸电阻及选相合闸技术相结合的励磁涌流综合抑制措施进行介绍,并详细分析3种措施相互配合对励磁涌流的影响。最后,基于PSCAD仿真平台,搭建藏中联网工程电磁暂态模型并提出剩磁准确添加方法。空充主变压器励磁涌流试验结果与仿真结果高度吻合,充分验证了所提励磁涌流仿真评估方法的有效性。     

基于可变合闸角的变压器励磁涌流抑制方法

变压器空载合闸励磁涌流可能引发电网安全问题,采用固定峰值选相合闸抑制励磁涌流的技术尚有提升空间。提出一种基于可变合闸角的励磁涌流抑制方法及控制策略,采用主变压器高压侧或低压侧的电压互感器测算剩磁,并根据剩磁情况调整目标合闸角,阐明了影响剩磁的关键因素及目标合闸角优选原则。试制了装置样机并通过动模仿真及开关带电试验验证了该方法的有效性,为工程实用化提供参考。     

基于可变合闸角的变压器励磁涌流抑制方法

变压器空载合闸励磁涌流可能引发电网安全问题,采用固定峰值选相合闸抑制励磁涌流的技术尚有提升空间。提出一种基于可变合闸角的励磁涌流抑制方法及控制策略,采用主变压器高压侧或低压侧的电压互感器测算剩磁,并根据剩磁情况调整目标合闸角,阐明了影响剩磁的关键因素及目标合闸角优选原则。试制了装置样机并通过动模仿真及开关带电试验验证了该方法的有效性,为工程实用化提供参考。     

变压器群合闸涌流阻尼抑制方案的研究

为了达到抑制变压器群合闸涌流的目的,基于对变压器群重合闸涌流产生特点的分析,提出了一种适用于变压器群合闸涌流的阻尼抑制方案.通过分析加装阻尼抑制装置前后变压器内部磁链的变化情况,介绍了阻尼抑制方案对变压器群合闸涌流的作用机理,并研究了抑制装置最佳阻尼参数的选择方法.采用仿真手段对变压器群重合闸工程范例-高速动车组过分相重合闸过程进行了研究,对比了加装阻尼抑制装置前后高速动车组过分相重合闸的涌流情况.仿真结果表明:该方案可以有效抑制变压器群合闸涌流,减小合闸相位角对变压器群合闸涌流的影响,适用于工程推广.     

基于合闸控制策略的变压器励磁涌流抑制措施研究

现有处理励磁涌流的主要措施是采用数学方法对其进行特征识别,防止继电保护装置误动,而励磁涌流引起的其他危害却无法避免。介绍了控制合闸策略的基本理论,对延时合闸策略和瞬时合闸策略的方法进行了说明,并提出了故障后变压器空投的合闸方案,有效地抑制了励磁涌流的产生。在考虑铁芯剩磁的情况下,通过仿真实验分别依据两种合闸策略对变压器进行空载合闸,仿真结果表明:该方法可大幅减小励磁涌流的冲击,使变压器迅速进入稳态。     

基于合闸控制策略的变压器励磁涌流抑制措施研究

现有处理励磁涌流的主要措施是采用数学方法对其进行特征识别,防止继电保护装置误动,而励磁涌流引起的其他危害却无法避免.介绍了控制合闸策略的基本理论,对延时合闸策略和瞬时合闸策略的方法进行了说明,并提出了故障后变压器空投的合闸方案,有效地抑制了励磁涌流的产生.在考虑铁芯剩磁的情况下,通过仿真实验分别依据两种合闸策略对变压器进行空载合闸,仿真结果表明:该方法可大幅减小励磁涌流的冲击,使变压器迅速进入稳态.     

变压器空载合闸励磁涌流抑制技术研究

在分析变压器空载合闸励磁涌流暂态过程及现有抑制励磁涌流措施原理的基础上,提出了一种改进的选相位关合技术来抑制三相YN,d接法变压器励磁涌流的新方法。该方法考虑了剩磁对励磁涌流的影响,利用中性点串联电阻的方法抑制首合相励磁涌流暂态过程,利用“延迟合闸”策略限制剩余两相涌流幅值。通过EMTP仿真表明该方法在铁芯剩磁难以准确测量的情况下可以有效地抑制变压器励磁涌流幅值及暂态过程。     

核电厂主变压器空载合闸励磁涌流控制的分析

针对国内某核电站主变压器充电失败的案例,该文从变压器励磁涌流的产生机理和其性质出发,分析了变压器励磁涌流的特点、危害和几种变压器励磁涌流的抑制方法。由于变压器的剩磁大小及极性与变压器分闸时的电压角度相关,而偏磁的大小及极性与变压器合闸时的电压角相关,所以只要记录分闸时电压角度,控制下次合闸时电压角度使得偏磁与剩磁的极性相反,即偏磁和剩磁起到抵消作用,合成磁通小于饱和磁通,则涌流被抑制。这种基于偏磁和剩磁互克的原理控制三相开关合闸时间方法具有较好的应用前景。另外,本文针对磁涌流抑制器提出核电站抑制变压器励磁涌流的电气二次设计方案。     

电力机车主变压器空载合闸瞬变过程仿真

电力机车主变压器空载合闸电磁瞬变过程复杂,常规工程计算方法精度与效率不高。为此引入复合短路阻抗,将多绕组变压器模型简化,并在MATLAB/PSB中建立了能够反映多绕组电力机车主变压器空载合闸的仿真模型。结合模型给出了其等值阻抗、合闸初始相位角、剩磁和饱和特性对其空载合闸产生的励磁涌流影响的分析。仿真结果为电力机车主变压器的继电保护、电磁设计和运行系统控制提供了重要的理论依据。     

相控真空断路器投切空载变压器的应用研究

关合空载变压器所产生的励磁涌流容易引起继保装置误动、绕组机械应力增大及电能质量降低等。采用选相合闸技术在铁心中的预感应磁通与剩磁相等时刻投入变压器，可以有效地削弱励磁涌流。该文分析了变压器空载投切的暂态过程及限制励磁涌流的策略，仿真分析及相关试验结果表明选相控制的永磁机构真空断路器很适于选相分合闸的实现。     

并网光伏发电系统励磁涌流抑制方法研究

在探讨太阳能并网变压器励磁涌流产生的原因及其影响因素的基础上, 分析现有励磁涌流抑制方法的优缺点, 提出了一种抑制变压器励磁涌流的新方法. 该方法采用V-f-t控制, 考虑了励磁非线性和剩磁的影响, 通过设置不同的V-f-t曲线抑制励磁涌流并进行比较. 仿真实验表明, 选择合适的函数曲线可以有效地抑制光伏并网变压器空载合闸时的励磁涌流.