多并联支路型可控电抗器短路电抗对支路电抗和电流的影响

短路电抗对支路电抗和电流的影响是造成多并联支路型可控电抗器(Controllable Reactor of Multi-parallel Branch Type,CRMB)支路电抗和电流额定值的选取困难、以及设备利用率下降的重要原因。根据CRMB各支路晶闸管依次导通和关断的工作特点,采用递推算法求得了CRMB支路电抗和电流的计算公式。对这些计算公式的函数分析和算例分析后指出,支路电抗随着短路电抗的增大而减小;支路电流额定值随着短路阻抗的增大而增大,而其支路电流额定值利用率最小值随着短路电抗的增大而减小;为了提高CRMB设备利用率,CRMB短路电抗应小于一个由电流额定值利用率的最小值、CRMB支路容量递增系数和支路数决定的最大值,由此可以选取短路电抗、支路电抗和电流的设计额定值。研究结论可为CRMB的工程设计和变压器式可控电抗器的研究提供理论参考。     

多并联支路型可控电抗器工作模式

研究多并联支路型可控电抗器的工作模式是设计制造多并联支路型可控电抗器的基础.本文以二进制编码方式清晰地表示出了顺次单支路、转移单支路和固定单支路三种工作模式下各个晶闸管的全导通、全截止和触发角调节三种状态之间的转换规律,详细分析了上述三种工作模式下并联支路数、各支路额定电流、各支路谐波电流和谐波系数的计算方法和公式,举例给出了典型工况的仿真计算结果.结论表明这三种工作模式简单有效,各有特点,应根据实际情况加以选择使用.     

变压器式可控电抗器的控制特性和谐波特性

控制特性和谐波特性是变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)的2个重要特性。文中首先给出CRT绕组电流计算模型;其次,对顺次单支路工作模式和解耦工作模式这2种典型工作模式的特点进行了分析;最后,结合具体算例,基于绕组电流计算模型,分别在顺次单支路工作模式和解耦工作模式下对CRT的控制特性和谐波特性进行了计算和对比。计算分析结果表明:顺次单支路工作模式下谐波系数总能满足要求,但各控制绕组的额定值设计较困难且绕组材料浪费严重;解耦工作模式下绕组材料利用率大大提高,但却有谐波系数较大而且不可控的缺点。上述结果揭示了CRT的控制特性和谐波特性与工作模式之间的关系,为不同工作模式下CRT的控制特性和谐波特性的分析计算,以及工作模式的选择和改进提供了参考。     

变压器式可控电抗器绕组电流分析

为提高变压器式可控电抗器的工作效率,对绕组电流进行了分析。为此,基于顺次单支路工作模式下的绕组分级原则,在考虑所有绕组自、互漏抗影响的基础上,推导出了不同工作状态下的绕组电流、额定电流利用率与等效漏抗的函数关系,并给出了能使电抗器高效工作的等效漏抗设计要求。通过算例说明等效漏抗会影响控制绕组电流的分配,导致额定电流利用率低下,并由此提出电抗器设计需满足"小漏抗"原则。结果表明,当等效漏抗小于由功率递增级数、绕组额定电流利用率设计值、第1级控制绕组容量比、绕组个数及短路电抗确定的最大值时,控制绕组额定电流利用率可以满足设计要求,即变压器式可控电抗器可工作于高效状态。     

大型空冷汽轮发电机定子不对称支路绕组设计与解析分析

本文采用解析法对定子不对称三支路绕组进行分析后,提出了能够设计成不对称支路绕组的条件,指出不对称支路绕组是一种对称绕组,其绕组分布系数可按常规绕组分布系数计算。提出了同相位不对称支路绕组(以下简称为同相位)和非同相位不对称支路绕组(以下简称为非同相位)的概念,指出电势不对称度和绕组环流附加损耗(以下简称为环流损耗)是评价不对称支路绕组性能的重要指标。文中还给出了计算环流损耗的解析方法,在损耗计算时应使用定子绕组漏抗而不是交(直)轴电抗。文中给出的各计算公式和方法可直接用于电机的初步设计,具有很高的实用价值。     

单螺旋绕组变压器支路电流的场路耦合计算及分析

变压器绕组并联导线间的环流将导致绕组损耗增加、局部过热,从而影响变压器的正常运行。本文以变压器单螺旋绕组为研究对象,建立了计算并联导线支路电流的场路耦合数学模型,模型中将各支路电流作为独立的变量来组集刚度矩阵,体现了求解问题的特殊性。在此基础上,对不同换位形式的支路电流分布及影响因素进行了研究,通过短路感抗和二次侧感应电流两个参数的设计与计算值比较,证明了本文模型的合理性。研究表明,在相同的条件下,"424"换位具有环流损耗小的优点,但相对于"212"换位,其抑制损耗的效果并不明显,考虑到"212"换位在均化电流分布及抑制局部过热方面的优点,单螺旋绕组的三种不完全换位应首选"212"换位。     

用三维有限元法计算分裂式变压器短路阻抗

为准确计算出分裂变压器高、低压绕组间的短路阻抗,首先采用ANSYS的三维静态磁标势法数值计算得出高压多并联支路与单个低压绕组间的多绕组电感矩阵,并依据电路理论将其简化为等效双绕组电感矩阵,进而得到短路阻抗百分比,并推导了高压各并联支路电流分配,最后给出一个概念设计的分裂式高温超导变压器算例。计算结果表明,低压各分裂绕组分别单独运行时,高压绕组的各并联支路电流分配不均,主要集中在与运行的低压分裂绕组紧耦合的高压支路中,故高压绕组与低压各分裂绕组间的短路阻抗主要由紧耦合的高压支路与低压分裂绕组间的漏磁路决定。     

变压器式可控电抗器的限流电感参数精确计算

变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)是用来保证高压输电系统安全运行的重要设备。限流电感是CRT的重要组成部分,合适的限流电感参数是CRT能安全正常工作的基本保障。文中主要提出了一种新的限流电感参数计算方法。首先给出了顺次单支路工作模式下CRT的绕组电流计算模型;然后,基于绕组电流计算公式,建立了限流电感的计算模型;最后,设计算例验证文中所提出精确算法的正确性,并和已有的递推算法进行比较,发现文中所提出的限流电感计算方法在满足谐波要求的基础上更精确合理。     

基于多回路理论的转子匝间短路时定子并联支路环流分析

发电机的转子绕组匝间短路故障会造成发电机定子并联支路的环流增大,而目前对于定子并联支路环流的分析主要通过实验检测及定性分析,由于不能准确计算故障电流等电气量,在实际应用中存在局限性.针对SDF-9型故障模拟实验机组的转子绕组匝间短路进行模拟仿真并对故障进行定量计算,通过实验验证由多回路模型所计算的定子并联支路环流大小的准确性,从而可依据此模型准确计算转子匝间短路不同短路匝数时的定子并联支路环流大小,为转子匝间短路的保护提供依据.     

复功率电源的支路功率分量理论

给出了电源对节点的有功电源和无功电流的定义,基于全微分和定积分的概念,推导了各电源在支路复功率分量产生的有功损耗和无功损耗分量的计算公式、有功功率和无功功率分量产生的复功率损耗分量的计算公式;考虑了电源有功和无功的耦全作用对支路复功率损耗和潮流分量的影响。创立了复功率在支路中引起的复功率损耗和潮流分量计算的基本理论。     

不同工作模式下基于谐波电流有效值分级标准的CRT参数设计

控制绕组级数的减少对于提高变压器式可控电抗器(CRT)的工作效率、降低设计制造难度具有重要意义。基于国标GB/T 14549—93对谐波电流的要求,提出了更经济的CRT谐波电流有效值分级标准,在此基础上分析了3种典型单支路工作模式下控制绕组电流、控制绕组级数、谐波电流之间的关系,并以谐波电流为约束条件对CRT不同工作模式下的控制绕组级数和各级电流等参数进行设计,同时对3种工作模式的控制绕组级数大小进行比较分析。算例计算结果表明:在基于谐波电流有效值分级标准对CRT控制绕组参数进行设计时,控制绕组级数与第1级控制绕组电流、最大k次谐波电流和工作模式相关,不同工作模式下控制绕组级数不同,但注入电网的谐波电流均能满足要求,且第1级控制绕组电流分配相差不大时,固定单支路工作模式下谐波电流最小。     

A method of predicting transient constants of synchronous machines

It is difficult to determine the subtransient (transient) reactance and subtransient (transient) short-circuit time constants of medium and large synchronous machines by the sudden three-phase short-circuit test because large-capacity equipment is required. This paper describes a new method of measuring these constants by means of a simple test using a small dc power supply. The key points of this method are as follows. (1) A dc voltage is applied to the armature winding (two terminals with the third one open) of a stationary synchronous machine through a resistance. When the two terminals are closed, the winding is short-circuited and the current in the armature winding decays. The whole process of decaying current is recorded. (2) The value of the transient phenomena of the winding calculated from circuit equations (armature, field winding and damper winding circuits) is compared with actual data, and the unknown equivalent circuit constants are identified by the least squares method. (3) Transient phenomena of the sudden three-phase short-circuit are calculated by the two-reaction theory using identified constants, and, hence, these constants are calculated. The transient constants of synchronous machines obtained by the new method agree closely with the observed values.     

汽轮发电机转子匝间短路故障下的谐波检测

通过分析汽轮发电机励磁绕组的磁动势分布建立了磁动势的数学模型,通过分析转子匝间短路引起的励磁磁动势分布变化情况,提出将短路后的励磁绕组磁势看作短路前的励磁绕组磁势和短路匝通过反向励磁电流产生的磁势的叠加量,由于前者是完全对称的,可只对短路匝产生的反向磁势进行分析。通过傅里叶分解得到了各次谐波分量,在考虑气隙偏心的情况下得到了定子感应电势,理论推导证明偏心对定子绕组感应电动势并不产生影响。定子三相对称电流合成了新的旋转磁动势,并在定子和转子绕组中形成感应谐波,其特征频谱不同于正常运行情况下的频谱。实验验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

12/3相双绕组异步发电机定子谐波漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间谐波漏感，在两线圈间谐波电感的求取和绕组与线圈连接关系确定方面采用了新的分析方法。以单一线圈而不以一相绕组为基础，通过总电感减去基波电感的方法计算两线圈间的谐波电感，并在区分控制绕组和功率绕组情况下给出了异步发电机任意2个定子槽中线圈间谐波电感值。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的谐波漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子谐波漏感参数计算优势明显。     

三相变压器等效瞬时电感的计算分析及CT配置新方案

葛宝明等人以单相变压器模型为基础,提出一种利用等效瞬时电感变化特性判别变压器励磁涌流的算法,具有较好的识别效果。但对于三相变压器不同接线方式,尤其是YΔ/接线方式下等效瞬时电感的计算问题,目前还未见相关文献研究,该文对此问题进行了深入的分析和探讨,研究结果对利用等效瞬时电感变化特性判别变压器励磁涌流算法在工程中的应用,具有一定的指导意义和参考价值。针对变压器Δ侧绕组内部环流对等效瞬时电感计算结果影响大,而又难以通过线电流计算得到的特点,提出了一种新型的变压器差动保护CT配置方案。该方案保证了等效瞬时电感的正确计算,同时又不会使差动保护存在保护死区。     

基于柔性光学TA的发电电动机主保护优化设计

中国已投运大中型水电站发电机主保护技改工作日渐增多,受制于发电机现有分支引出方式和电磁型电流互感器（TA）的安装条件,虽经发电机主保护定量化设计,最终选择的主保护配置方案仍存在保护死区。以中国滩坑水电站发电机主保护技改为例,由于电磁型TA安装受限,不得不选择次优的主保护配置方案,导致技改后发电机的运行仍存在安全隐患。大型发电电动机因为转速高、风洞空间小,上述矛盾更加突出。中国深圳抽水蓄能电站发电电动机技改工程中,基于柔性光学TA绕制灵活的优点,在不改变发电机现有分支分组和铜环引出的前提下,通过光学TA的灵活装设虚拟分支引出方式,实现了接入发电机保护装置的分支电流（或分支组电流）的重新组合,在定量分析的基础上优化了深圳抽水蓄能电站发电电动机主保护配置方案,消除了主保护死区。     

12/3相双绕组异步发电机定子槽漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间槽漏感，在槽比漏磁导求取和绕组与线圈边连接关系确定方面采用了新的分析方法。通过对定子圆底槽各层的分片处理，由数值方法推导了层间槽比漏磁导计算公式，并给出了相应的计算结果。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈边支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的槽漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子槽漏感参数计算优势明显。     

开绕组电机系统拓扑及控制技术研究综述

开绕组电机系统是将常规电机的绕组中性点打开,两端各串接一个变换器而形成的一种双端供电的新型电机系统拓扑结构。开绕组电机系统具有输出功率高、供电模式和电压矢量调制方式多样、控制灵活、冗余性和容错性强等优异特性,在高功率、大容量、宽运行范围场合具有广阔的应用前景。通过对开绕组电机系统在国内外的研究和发展现状进行了分析和总结,介绍了开绕组电机系统的多种拓扑结构及其多电平特性,对开绕组电机系统的控制技术进行了全面综述,总结了开绕组电机系统的特性,讨论了其未来的发展趋势。     

Improved designs of disk induction motors of block-module type for extreme environments

The construction of new disk induction motors of block-module type, which are a part of motor-transformer units (MTUs), are considered. The induction motors are intended for operation in hermetic objects under extreme conditions: a gas, steam-to-gas, and liquid environment at high pressures (up to 150MPa) and temperature (up to +600°C). The primary winding of the transformer part of the unit is connected to a three-phase network, and the secondary z-phase bar winding is located in Z grooves of the magnetic conductor of a transformer closed on one side by a short-circuited ring. The motor part of the unit contains an induction motor with a short-circuited rotor and stator with bar uninsulated winding connected to the transformer secondary winding; on the opposite side, it is closed by a short-circuited ring. The induction motor can be implemented with a disk short-circuited rotor located between two disk stators with bar windings. The bars of the transformer secondary winding are connected with Z bar-shaped hermetic lead-ins installed in a hermetic partition. Each bar-shaped hermetic lead-in is connected at the other end with n bars of the stator winding through intermediate conductive arc-shaped segments adjoining the stator. The operating principle and operation features of new disk induction motors of block-module type are considered.