XLPE电缆绕组的电路模型及其外半导电层暂态电压分布特性研究

以XLPE电缆为绕组的新型电力设备可能承受很高的暂态电压,而所用的XLPE电缆外部没有金属回流层,只有一层半导电层,因此深入了解其外半导电层的暂态特性很有必要.本文给出电缆绕组高频暂态下的电路模型,并将实际绕组的实测数据与仿真结果进行比较,两者吻合很好.这表明该电路模型可表达这类绕组外半导电层暂态时的表现,同时得出在冲击电压作用下,绕组前部的外半导电层是最薄弱部位及芯线与外半导电层间为电容耦合的结论.     

基雷电冲击电压下双层XLPE电缆绕组的暂态特性研究

当雷电波侵入XLPE电缆绕组后,双层XLPE电缆绕组的芯线及外半导电层上的暂态电压分布与单层绕组有很大的不同。研究发现,由于其结构上的特殊性,导致其在外半导电层上会出现一定幅值的暂态电压,这与传统变压器绕组遭受雷电波侵入时所表现的暂态特性有很大的不同。通过试验测量其芯线与外半导电层上的暂态电压分布,分析其在雷电冲击电压下的暂态特性,为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据。     

雷电冲击电压下双层XLPE电缆绕组的暂态特性研究

当雷电波侵入XLPE电缆绕组后,双层XLPE电缆绕组的芯线及外半导电层上的暂态电压分布与单层绕组有很大的不同.研究发现,由于其结构上的特殊性,导致其在外半导电层上会出现一定幅值的暂态电压,这与传统变压器绕组遭受雷电波侵入时所表现的暂态特性有很大的不同.通过试验测量其芯线与外半导电层上的暂态电压分布,分析其在雷电冲击电压下的暂态特性,为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据.     

外半导电层经电阻接地后XLPE电缆绕组的暂态现象

为了研究电缆绕组变压器的暂态特性,笔者通过对无外金属屏蔽及护套的XLPE电缆绕组芯线加模拟雷电冲击电压,对外半导电层是否接电阻接地两种情况进行试验,得出了外半导电层接小电阻接地对芯线电压振荡有一定抑制及外皮电压最大值虽有一定的提高但震荡消失,有益于改善暂态特性的结论。     

电缆绕组变压器外半导电层中的电流特性

电缆绕组变压器的线圈所用的电缆为去掉外金属护套的电缆,当绕组芯线上存在高频电压时,在其外半导电层上会产生相同频率电压与电流.为了研究外半导电层内的电流大小与芯线内电压、电流等参量之间的关系,首先利用有限元法对外半导电层中的涡流电流进行计算,然后对绕组外半导电层的等效电路进行了研究,最后通过与实验相比较的方法,分析了电缆绕组变压器外半导电层中电流产生的原因,并研究了半导电层材料的电阻率对其内部电流幅值的影响.     

XLPE电缆绕组芯线与外半导电层间的暂态耦合特性

为了解XLPE电缆外半导电层与芯线的暂态电压耦合特性,测取了冲击电压下外半导电层及芯线的电压分布;给出了单匝电缆的等效电路模型。结果表明,冲击电压下芯线与外半导电层间为电容耦合。试验和计算结果吻合。     

高压电机绕组电缆特性研究

介绍了新型电缆绕组高压电机并分析了绕组电缆的结构及特性,为解决绕组电缆外半导电层局部温升过高的问题,首先利用ANSYS软件仿真分析外半导电层的电场和磁场耦合场,确定了温升与接地电流的关系,然后采用PowerSim软件研究了外半导电层电阻对系统的影响。研究表明,外半导电层的电阻、接地电阻分布是决定其温升的关键因素。最后综合其它条件给出了外半导电层的合理电阻范围。     

外半导电层对地电容与XLPE电缆绕组暂态特性

为了解交联聚乙烯(XLPE)电缆绕组变压器绕组外半导电层的对地电容对电缆绕组暂态特性的影响,改变试验绕组外半导电层对地电容进行对比试验,并基于前期仿真模型建立了考虑外半导电层对地电容影响的模型。试验和仿真的对比结果表明,绕组外半导电层对地电容对这类绕组暂态特性的影响较小。     

电缆半导电层介电性能对电场分布的影响

用有限元法研究了电缆内外半导电层电阻率及介电常数对电缆电场分布的影响规律.研究表明,随着内半导电层介电常数的增加,电缆内部的最大场强增加,内屏蔽层的场强明显减小,较高的介电常数会引起电介质内电场分布的畸变,过低的介电常数会使半导电层处场强集中,进而可能引发树枝状放电;随着外半导电层电导率的增加,电缆外护层的场强及电压明显降低,这对减小高压电缆绕组电晕发生的概率有一定的指导意义.     

加铜罩对XLPE电缆绕组外端口特性的影响

交联聚乙烯(XLPE)电缆绕组变压器[1-5]在运行时,由于铁心和外防护罩的影响,使得电缆绕组电感值发生变化和外半导电层对地电容比试验空心绕组的外半导电层对地电容增大许多.因此了解铁心和外防护罩对电缆绕组外端口特性的影响是很有必要的.本文用加铜罩的方法模拟防护罩的作用的方法,对试验绕组进行了对比试验,并在前期研究[6]的基础上建立了考虑外半导电层对地电容影响电缆绕组外端口等效电路模型.为该种新型变压器的设计、保护及试验技术提供了依据.     

柔性PCB绕组径向磁通微型永磁电机设计

采用无槽结构的高速微型永磁电机在检测设备、医疗器械等方面应用广泛,但无槽电机绕组制作复杂,使用绕组印制技术可以简化绕组的制作过程。目前已有的印制技术多以刚性印制电路板(PCB)为载体应用于轴向磁通电机,对于径向磁通的高速电机来说,刚性PCB已无法满足绕组沿圆周方向分布的需求,柔性PCB绕组应运而生,不过目前还没有完整的柔性PCB绕组电机设计方案。因此,设计了一款高速微型柔性PCB绕组电机,针对柔性PCB绕组特有的缠绕不等距问题,提出了使用平均半径的解决方案,并通过仿真对电机进行了分析。结果表明,平均半径法解决了绕组缠绕不等距的问题,所设计的柔性PCB绕组电机能达到电机技术要求且具有良好的热稳定性。     

基于Seebeck效应的配电变压器绕组材质无损鉴别装置及测试分析

基于配电变压器绕组回路Seebeck效应,研发绕组材质鉴别装置并进行测试分析。结合实际情况分析了干式变压器绕组回路Seebeck效应。根据实际回路温度分布及绕组材料特性,对铜、铝绕组回路的热电势进行理论计算,得出了绕组材质判断阈值。基于理论研究成果研发变压器绕组材质鉴别装置,对多台配电变压器进行测试分析。测试结果证明该绕组材质鉴别装置能有效鉴别铜、铝绕组材质。     

中心抽头变压器中并联绕组的均流设计

针对带中心抽头变压器在低压大电流场合应用时,并联绕组的布置方法对均流效果以及损耗的影响进行了研究。由于中心抽头变压器副边两个绕组是分时工作的,其并联绕组设计不同于单副边绕组变压器,不仅在并联绕组中存在电流不均分问题,而且邻近效应会在不工作绕组内产生涡流损耗。基于一维绕组模型和单副边绕组变压器并联绕组的均流方法,推导得到中心抽头变压器并联绕组的布置方法。该方法中参与工作的绕组的相对位置和单副边绕组一致,从而可使电流在并联绕组中均分,同时可减小不工作绕组由于邻近效应产生的涡流损耗。通过有限元分析和实验验证了该方法的正确性和有效性。     

水轮发电机定子绕组不对称支路电磁参数计算模型

为了探讨水轮发电机定子绕组不对称支路参数的计算问题,根据交流电机多回路理论,建立了绕组不对称支路参数计算的数学模型,给出了应用有限元方法计算绕组不对称支路参数的通用方法。通过对样机计算表明,该方法可用于任意线圈组合的电磁参数计算,且计算结果准确;绕组各支路电磁参数的不一致完全体现了各支路不对称程度,不对称支路间的环流损耗随绕组不对称度的增大呈指数关系增长;采用有限元方法进行不对称绕组支路电磁参数的计算,为支路不对称绕组的设计提供了依据,同时也为发电机绕组故障分析打下了良好的理论基础     

基于谐波电阻的变压器箔式绕组温升在线修正

绕组热点温度是配电变压器在线监测的重要指标,而现有的绕组温升在线计算方法未考虑箔式绕组结构产生的影响。通过配电变压器不同谐波下等效电阻比值对箔式绕组结构进行辨识,然后对比线绕式和箔式两种绕组结构发热差异,对一种通过绕组电阻变化计算绕组温升的算法进行了在线修正。该方法提供了一种通过谐波电阻比值预测箔式绕组热点温度的新思路。     

分数槽集中绕组定子磁动势的分解

介绍了单元电机的基本概念。以12槽双层的分数槽集中绕组为例,给出绕线原则,并在不确定单元电机极对数的情况下,用交流电机绕组理论、函数的傅里叶级数展开两种方法,从一个线圈、一组线圈、一相绕组到三相绕组详细推导了分数槽集中绕组各次谐波的绕组因数和磁动势,得出了分数槽集中绕组的一般特点和普遍规律。最后指出转子极对数接近但不等于定子槽数的一半是采用分数槽集中绕组的永磁电机的最佳选择。     

变压器绕组变形的频率响应分析法研究及实测中影响因素分析

介绍了频率响应分析法检测变压器绕组变形的原理,利用Matlab建立变压器绕组模型,仿真出变压器绕组的频响曲线,分析频率和谐振点的关系,给出了测试实例,同时分析了各种因素对变压器绕组变形试验的影响。对变压器绕组变形研究提供借鉴。     

220 kV自耦有载调压变压器的波过程分析

为更经济可靠地设计 2 2 0kV自耦有载调压变压器 ,对比分析了带角接稳定绕组的自耦有载调压变压器的波过程。定量计算分析各种可能的雷电冲击方式下各线圈尤其是调压线圈的电位振荡后得出 ,合理的线圈结构形式即高压线圈末端正反调压、调压线圈多路并联纠结 ;自耦有载调压变压器的线圈之间和线圈本身的电位振荡比普通变压器要严重得多 ,为此提出了把调压线圈上可能出现的最高电位限制到合理程度的两种方法     

一种分析两相不对称绕组电机的新方法

通过不对称绕组磁势的分析,将结构和电气均不对称的两相不对称绕组问题转化为单纯的电气不对称问题,从而将这类绕组的分析问题转化为对称绕组问题。进一步分析了此对称等效绕组的阻抗、等效电路、电磁性能,最终使不对称绕组电机的分析与普通的三相异步电机统一。     

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。