交直流混杂环境下变压器漏电感参数分析方法

受直流扰动影响时,电力变压器的电感和电流变化不同于传统情况。基于变压器直流扰动模型研究动态漏电感参数的变化特性,并以变压器基本回路方程作为基础,建立考虑直流扰动的T形等效电路,得到动态电感参数矩阵,推导出漏电感辨识方法。将电磁耦合方法用于直流扰动下变压器的电磁特性的模拟分析,对直流扰动下变压器电流、电感以及磁通的变化规律进行归纳总结,从而结合T形等效电路分析变压器两侧动态漏感参数的变化特性,以反映不同的直流扰动水平。最后,通过动模试验验证了仿真分析结果进。     

变压器电磁耦合模型中动态电感的计算方法

变压器瞬时电感参数计算是备受关注的研究内容。本文结合变压器直流偏磁问题,基于能量平衡原理计算动态电感。建立变压器电磁耦合模型,求解时变非线性磁场,利用局部线性化方法获取系统能量,从而计算动态电感;通过电路求解时域电流,并回馈磁场实现耦合。在此基础上模拟变压器直流偏磁电磁特性,分析在不同直流扰动下动态电感与非线性励磁的对应关系,并总结其规律。搭建实验平台,对比实测数据与计算结果,验证本文所采用方法的准确性。     

Y/Δ接线电力变压器内部异常励磁电流辨识

本文针对Y/Δ接线电力变压器,基于时域场路耦合模型提出一种励磁电流参数辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,基于能量扰动原理计算动态电感与时域电流两个状态变量,在此基础上利用端口电气信息研究变压器励磁电流参数的辨识方法。通过研究交直流混杂、匝间短路情况下的变压器电磁特性,结合变压器励磁饱和状态,总结励磁电流在不同异常状态下的变化规律。搭建220V三相组式变压器动模实验平台,在不同直流扰动、不同电压等级匝间短路条件下,利用励磁参数辨识模块辨识励磁电流,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。     

基于变压器励磁电流辨识的直流失稳与抑制策略

为进一步提高电力变压器抗直流扰动性能,针对电力变压器偏磁失稳问题开展其判别与抑制策略研究。根据变压器基本电磁机理构建直流扰动状态方程,利用端口电气信息研究变压器励磁电流参数的识别方法,并提出变压器在交直流混杂环境下的偏磁失稳判据。基于电路-磁场耦合模型仿真研究变压器在交直流混杂环境下的电磁特性,将励磁电流作为关键电磁参数反映变压器遭受(准)直流扰动时的异常,总结励磁电流在不同情况下的变化规律,通过分析不同偏磁失稳判据在(准)直流扰动下的适用性,研究基于励磁电流辨识的电力变压器交直流混杂异常判别方法。开展220V三相组式变压器交直流混杂实验验证该方法的正确性;结合现场10k V变压器试验分析其直流扰动励磁特性,进一步说明该文方法的有效性。最后,结合变压器直流扰动异常判别方法提出一种新型直流扰动抑制策略,仿真和实验结果验证了抑制策略的有效性。     

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。     

单相变压器在不同直流注入方式下的偏磁效应

利用时域场路耦合方法分析了不同直流注入方式对变压器交流励磁的影响,将变压器直流偏磁计算转换为场的耦合计算和路的耦合计算,用场模型计算动态电感,以路模型求解时域过程,通过计算耦合参数分析变压器电磁参数在直流扰动下的变化规律,对比了不同直流注入方式对变压器偏磁效应的影响。最后将仿真计算与实验结果对比,结果验证了理论分析的正确性。     

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。     

变压器直流扰动下励磁谐波与铁心饱和失稳研究

变压器遭受直流入侵时铁心励磁饱和程度加深,励磁电流发生畸变,谐波含量显著升高。针对该问题研究变压器励磁谐波与铁心饱和特性,并提出一种变压器直流扰动下铁心饱和失稳判据。基于电磁耦合原理构建交直流混杂模式下的变压器状态方程,利用端口电气信息研究励磁电流辨识方法,对励磁电流进行谐波分析并总结其变化规律,通过分析变压器直流扰动铁心饱和机理,研究铁心饱和失稳判别方法。通过仿真计算与动模实验深入分析变压器的电磁特性,并验证该方法的有效性。该研究为变压器直流扰动下铁心饱和失稳判别提供可行方法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

交直流混合模式下变压器动态电感参数辨识方法EI北大核心CSCD

电力变压器在交直流混合模式下运行时的电感和电流变化与传统情况具有明显区别,该文结合电磁耦合机理提出一种动态电感参数的辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,以时域电流和动态电感为关键耦合参数,采用棱边有限元法求解磁场模型,利用局部线性化的方法获取系统能量,基于能量原理计算动态电感。采用四阶龙格库塔法计算时域电流,通过非线性磁场和微分电路迭代实现磁场与电路的耦合。研究无直流和交直流混合条件下变压器的电磁特性,结合励磁饱和状态,分析动态电感波动情况并总结其变化规律。通过仿真计算与实验数据对比,验证该文方法的有效性和所得结果的正确性。     

特高压变压器直流偏磁对绕组电流的影响

为了快速而准确地分析特高压变压器负载下直流偏磁对各绕组电流的影响,基于棱边有限元法建立特高压变压器的时域场路耦合模型,在磁场模型中根据能量扰动原理,通过能量增量计算动态电感,在电路模型中利用动态电感参数建立瞬态电路偏微分方程模型并应用四阶龙格库塔法进行求解。针对特高压变压器大电感、小电阻带来的极为漫长的过渡过程以及直流偏磁计算易被忽略的难点,通过在电路模型中增加串联电阻,使达到稳态的时间大大缩短,并通过电压迭代补偿,有效消除串联电阻值导致的计算偏差,计算特高压变压器负载运行时受直流偏磁影响下的励磁电流与各绕组电流,并分析不同直流偏置电流对特高压变压器各绕组电流的影响。通过搭建与特高压变压器相同的铁心结构以及高、中、低压侧具备相同绕组匝数比和容量关系的缩比模型直流偏磁试验平台,验证了该文所提模型的正确性。     

直流偏磁条件下变压器的建模及励磁特性研究

为研究偏磁现象对变压器的影响,提出了一种直流偏磁条件下的变压器建模方法,该方法首先基于JA磁化理论建立铁芯的动态磁化曲线,然后从变压器电磁关系出发,利用统一电磁等值电路UMEC模型推导出自感和互感构成的变压器方程,两者结合建立了适用于直流偏磁工况下的变压器仿真模型。利用该模型分析了不同直流偏磁情况下,变压器空载时的铁芯磁化特性、励磁电流及各次谐波变化。结果表明,该模型能够反映直流偏磁时变压器铁芯的磁滞特性和磁导的非线性,较为精确地仿真出铁芯饱和情况及励磁电流幅值和波形畸变情况,为研究变压器偏磁时的励磁特性提供了有效的手段。     

基于Jiles Atherton磁滞理论的直流偏磁下铁心损耗预测

直流偏磁下,变压器励磁电流畸变、损耗显著增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。为了研究直流偏磁对变压器铁心损耗的影响,该文基于Jiles Atherton(JA)理论提出了一种新的铁心损耗预测方法。首先,在JA静态铁心磁滞模型基础上,依据铁心损耗分离理论,在无偏磁下建立考虑涡流损耗与异常损耗的铁心动态磁滞模型,并对模型中参数进行辨识;其次,采用爱泼斯坦方圈和逆变电源搭建了直流偏磁下磁滞回线测量系统,实测了不同直流偏磁下的磁滞回线,在此基础上获得直流偏磁下铁心动态磁滞模型参数辨识结果;最后分析了直流偏磁对模型参数的影响,并对模型参数中的动态损耗系数进行了拟合,以修正铁心动态磁滞模型,得到直流偏置下铁心损耗预测方法。通过算例的计算结果与实验结果的对比验证了文中所提出方法的正确性。     

特高压调压变压器直流偏磁特性计算

分析了特高压调压变压器的工作原理,获得直流偏磁下调压变压器的等效电路,建立了调压变压器的有限元磁场模型。基于时域场路耦合模型,计算分析了当调压抽头位于第一分接头时不同直流偏磁影响下特高压调压变压器的电流特性,也对比分析了调压变压器各绕组电流的谐波的变化规律。计算结果可为调压变压器的保护提供参考。     

500kV自耦变压器直流偏磁的仿真研究

对500kV自耦变压器受到直流偏磁时的影响进行了研究.利用电路一磁路耦合时域的方法建立变压器模型,并在MATLAB环境下进行了实际变压器的仿真计算,分析了直流偏磁下变压器的励磁电流.     

基于PSCAD/EMTDC的变压器直流偏磁仿真研究

基于PSCAD/EMTDC建立用于变压器偏磁分析的电磁暂态仿真平台,并对在PSCAD/EMTDC中实现的相关技术细节进行了说明,包括变压器模型、参数选择以及直流偏磁的模拟原理。利用该平台全面而详细地分析了变压器在正常运行、空载合闸、和应涌流、区内外故障及故障恢复等各种情况下变压器直流偏磁的波形特征,并分析相关保护的动作行为。结果表明：变压器直流偏磁对相关继电保护影响不大,只是在大的过渡电阻或轻微匝间故障时,区内故障可能出现拒动的情况。     

计及直流偏磁的电流互感器传变特性对差动保护的影响

由地磁感应电流(GIC)/高压直流输电单极大地回路运行方式引发的直流偏磁会对电磁式电流互感器(TA)的传变特性产生影响,计及直流偏磁影响的TA饱和与无偏磁时相比具有一定的特殊性,会对变压器差动保护产生影响。通过构建考虑直流偏磁的交流系统仿真模型,研究了TA起始饱和时间受直流偏磁的影响及其对变压器差动保护的影响。指出了直流偏磁是TA局部暂态饱和的诱因之一,并通过对直流偏磁条件下和应涌流的仿真研究,分析了TA局部暂态饱和对变压器差动保护的影响。研究结果表明,直流偏磁可能会加速TA饱和,防止区外故障TA饱和引起差动保护误动的时差法判据将受到考验;而直流偏磁诱发的TA局部暂态饱和则可能引起变压器差动保护的误动。