谐波激励下变压器铜屏蔽杂散损耗的计算和验证

通过参考IEC61378-2标准提供的换流变压器谐波损耗计算方法,得出计算变压器铜屏蔽杂散损耗的解析公式。基于P21~c-EM1简化模型,采用一种新的杂散损耗测量方法,即通过模型总损耗测量值减去模型激励线圈损耗的精确仿真值得到结构件中的损耗,以此作为实验值,对解析公式计算的结果进行验证。结果表明:铜板的基波损耗计算结果与实验值基本一致;基波叠加多次谐波激励下的铜板损耗与各次谐波单独激励下的铜板损耗之和大致相同;在激励电流频率相同的情况下,铜板杂散损耗与电流大小的平方满足一定的比例关系;在激励电流大小相同的情况下,铜板损耗与电流频率的0.8次方不满足IEC标准给出的频率特性。基于此,引入一个考虑磁场分布的修正因子对频率特性进行修正,通过修正结果与实验值的对比验证了修正因子的合理性。     

换流变压器损耗现场测试影响因素及仿真

换流变压器是高压直流输电系统的核心设备,其损耗将会对直流输电系统的稳定性产生影响,因而备受关注。因此,首先探究了换流变压器空负载损耗的影响因素,并利用Matlab软件的Simulink平台进行了仿真分析。仿真结果表明:对于换流变压器的空载损耗,谐波次数和谐波电压畸变率的增加使得空载损耗下降,但下降幅度较小,其中5、7次谐波对空载损耗的影响最大;对于换流变压器的负载损耗,谐波次数和谐波电流畸变率的增加使得负载损耗增加,幅度较大,且谐波次数和畸变率对负载损耗的影响远大于空载损耗。然后,提出了适用于换流变压器现场测量的含附加电阻的换流变压器谐波等值电路,利用谐波损耗新模型与常规谐波等效电路对换流变压器谐波损耗进行计算,并将计算结果与IEC方法的计算结果进行对比,对比结果验证了新模型的合理性。根据本文提出的方法,可以对换流变压器损耗现场测试结果进行校正,因此对换流变压器的现场试验具有重要的工程意义。     

非正弦负载电流下特高压换流变压器绕组的谐波损耗分析

以一台型号为ZZDFPZ-340800/500-800的特高压换流变压器为研究对象,分别采用时域分析法和频域分析法对换流变压器在非正弦负载电流作用下绕组的损耗进行计算,得到绕组损耗的详细分布情况,并对这2种方法进行对比分析,得知频域分析法更适用于实际设计。针对GB/T18494.2-2007和IEC-61378标准在计算绕组各次谐波损耗时未考虑不同频率下集肤深度不同的缺点,引入一个谐波损耗因子对其进行修正,获得更加准确的结果值。以修正后的结果值作为变压器设计时的损耗评估保证基准值,可以降低换流变压器的制造成本。     

新型换流变压器谐波损耗的计算与分析

谐波损耗的计算对新型换流变压器的广泛应用有着重要意义.基于新型换流变压器的损耗及计算分析,提出一种计算谐波损耗的计算方法.该方法借助谐波影响下变压器的等效电路,通过Matlab建立仿真模型,利用叠加、曲线拟合原理,推导出了新型换流变压器谐波损耗的计算公式.最后,以新型换流变压器在株洲化工厂应用前后数据对比,证明新型换流...     

基于谐波电流时域分段算法的换流站损耗评估

介绍了换流阀损耗和换流变压器损耗的计算方法。根据IEC 61803中的损耗计算模型,采用时域分段法计算谐波,开发出换流站损耗分析软件。换流站损耗算例分析显示,用时域分段法精确算得的谐波电流对直流侧换流阀及平波电抗器的损耗计算值影响不大,但对交流侧的换流变压器损耗计算值影响则较明显。     

三常±500kV换流变压器不同工况下绕组电流仿真分析

在高压直流输电系统中,换流变压器作为高压直流输电系统的核心部分,实现由交流系统到直流系统再到交流系统的能量传递,它的运行状况直接影响整个直流输电系统甚至交流系统的安全性和稳定性。为具体研究±500 kV换流变压器不同工况下的谐波磁场和损耗,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了三峡-常州直流输电工程仿真模型,首先仿真分析了额定运行时电压和电流,仿真结果与实际直流线路的电压电流值吻合较好,验证了仿真模型的有效性,然后调节参数模拟了换流变压器短时过负荷运行下网侧绕组和阀侧绕组的电流,并对额定运行和短时过负荷条件下的绕组电流的谐波分量进行了分析,所得数据为计算换流变压器谐波磁场和损耗提供了数据支持。     

换流变压器基波及谐波作用下损耗分布与特性的研究

换流变压器在实际运行中承受交直流复合电压,其绕组内部含有较高的谐波分量.谐波电流会影响换流变压器内部磁场从而产生谐波损耗.对此,本文搭建了400 kV换流变压器三维电磁瞬态仿真模型,对换流变压器谐波对于损耗的影响进行了研究,并通过对比试验数据验证模型的可靠性.以含谐波分量的电流作为激励,本文分别将各次谐波叠加在基波电流上进行了损耗计算.通过对比各次谐波电流叠加基波电流作为激励时换流变压器铁心、绕组以及结构件的损耗分布,总结了谐波对于换流变压器内部损耗的影响机理.     

换流变压器绕组瞬态漏磁场与谐波损耗的分析

在分析换流变压器结构与性能特点的基础上,建立非正弦瞬态漏磁场简化计算模型,利用有限元方法对换流变压器绕组瞬态漏磁场与谐波损耗进行了分析,得到换流变压器绕组非正弦瞬态漏磁场的分布.     

HVDC换流变压器总的运行条件下负载损耗的测量和计算

简要论述了谐波对换流变压器负载损耗的影响,介绍了换流变压器总的运行条件下负载损耗的测量和计算方法,并对实例进行了计算。     

GIC作用下换流变压器饱和特性的仿真研究

地磁感应电流(GIC)通过中性点侵入换流变压器时,会使处于额定工作状态的变压器铁心偏磁饱和,使得变压器励磁电流畸变,从而产生大量谐波及较大的无功损耗,导致变压器损坏或降低使用寿命,严重时甚至引起系统电压降低、系统继电保护误动作。文章基于UMEC磁路模型建立了用于GIC问题分析的换流变压器模型;并利用该模型在PSCAD/EMTDC中进行仿真计算,详细地分析了在GIC作用下换流变压器励磁电流的谐波特性、换流变压器网侧和阀侧谐波特性及无功损耗特性;最后提出了GIC影响下换流变压器抑制直流偏磁的方法并进行了分析比较。     

Harmonic load losses in HVDC converter transformers

Short-circuit losses were measured on a 213 MVA single-phase converter transformer at a number of frequencies between 60 Hz and 6 kHz. Using the results of these tests the harmonic losses during AC/DC converter operation were calculated. Variations of harmonic losses with transformer reactance, transformer winding stray loss factor and converter firing angle were studied. Using exponents of the components of harmonic losses with frequency derived from the tests, a table has been developed for determined the magnitude of the harmonic loss during converter operation. The data required to use the table are derived from design calculations and normal load loss test results     

Influence of the modulation method on the conduction and switchinglosses of a PWM converter system

The authors explore the dependency of the conduction losses of a bridge leg of a pulsewidth modulation (PWM) power converter system with a high pulse rate on the shape of the phase modulation functions. This is done for modulation methods that are optimized with respect to minimum harmonic current RMS values. The results are compared to the results gained for simple sinusoidal modulation. Besides conduction losses, the switching losses of the electric valves are calculated. The main topic is the determination of those power loss components of a PWM converter system that can be (besides the harmonic losses) influenced by the modulation method selected. As the calculations show, these modulation methods allow a significant increase of the effective switching frequency. The optimal modulation as calculated leads to a reduction of the harmonic power loss in the upper modulation region. Furthermore, due to the frequency modulation the spectrum is spread out to a wider frequency band as compared to operation with constant pulse frequency     

基于临界模式Boost电路与LLC谐振电路的单级交直变换器

提出一种基于临界模式Boost电路与LLC谐振电路的单级交直变换器,由于其通过输入分压与LLC谐振电路的两个开关管各形成一个临界模式的Boost电路,实现了开关管的集成,降低了系统成本。同时Boost电路工作在临界模式,实现了功率因数校正作用,开关管的集成并没有改变LLC半桥谐振电路的软开关特性,降低了变换器中开关元件的损耗,在一定程度上提高了变换器效率。通过一100 W实验样机的实验验证可知,系统满载时功率因数高达0.975,总谐波失真(THD)为21.5%并满足IEC 63000—3—2的标准,效率为90.8%。     

电子式互感器数据同步的研究

在介绍电子式互感器实用结构与IEC60044-8规定的电子式互感器通用结构方式的基础上,分析了电子式互感器(electronic current/voltage transformers)同步问题的几个层面:间隔、关联间隔、关联变电站和广域系统。介绍并分析了IEC60044-8标准提出的同步脉冲法数据同步与插值法数据同步的各自适用范围与优缺点。对线性插值法作了误差分析与数值仿真计算,认为线性插值法对绝大多数只反应基频量的二次设备而言,方法误差可满足精度要求,但它不适用于要求包含高次谐波电量的二次设备。建议在采用线性插值法进行数据同步时,取48点/周或80点/周的采样率。     

变频器参数对永磁同步发电机定子损耗的影响

为了研究调制比和载波比等PWM变频器参数对直驱型风力永磁同步发电机定子谐波损耗的影响,在考虑变频器谐波负载作用的情况下,采用二维场路耦合时步有限元法,建立永磁同步发电机电磁场计算的数学模型,进而给出定子谐波铁耗和铜耗的数值计算方法,计算结果与解析法的对比验证了算法的正确性.结果表明,当载波比相同时,随着调制比的减小,定子铁耗增加,定子铜耗减小;而当调制比相同时,随着载波比的减小,定子铁耗和铜耗均有所增加.研究结果对风力永磁同步发电机的设计与控制具有参考价值.     

Stray load loss analysis of induction motor-comparison of measurement due to IEEE standard 112 and direct calculation by finite-element method

The purpose of this paper is to specify the main components of the stray load loss of induction motors from both results of measurement and analysis. The IEEE standard 112 Method B is applied to the cage induction motor for the measurement of the stray load loss. On the other hand, the losses generated at the stator core, the rotor core, and the rotor cage are calculated directly by the finite-element method considering the magnetic saturation and the harmonic fields, which vary due to the load condition. The measured and the calculated torque, losses, and efficiency agree well. It is clarified that the main parts of the stray load loss in the case of the analyzed motor are the increase of harmonic losses due to load, which are the harmonic Joule losses of the rotor cage and the harmonic core losses of the stator and the rotor. The relationships between the losses separated by the measurement and the losses calculated directly by the finite-element method are also clarified.     

换流站中电容器装置噪声水平计算方法的研究

滤波、并联电容器装置的噪声是换流站中噪音来源的主要因素之一，有必要对其计算方法进行研究。文中介绍了电容器振动及噪声产生的机理，即：电极间的电场力将使电容器的外壳振动并最终变为噪声辐射出去；根据电容器在机械力激励作用下其表面的振动响应，计算得到了电容器外壳振动的频响函数以及在电容器流过特定电流时其外壳的振动响应；提出了电容器表面振动速度与其产生的噪声之间的关系，并由此计算了单台电容器在流过含有高次谐波分量的电流时的噪声水平；对一滤波电容器装置的噪声水平进行了计算，结果表明利用文中提出的方法可以有效、方便地计算电容器及电容器装置的噪声水平，为换流站的建设提供参考；文中最后对灵宝换流站中滤波电容器装置的噪声水平进行了测量，并与计算值进行了比较，分析了二者产生差异的原因，验证了文中所提出方法的正确性。     

变频调速屏蔽电机仿真及其损耗计算

针对屏蔽电机的变频调速,在同步旋转坐标系上建立了屏蔽电机的数学模型,采用MATLAB软件中的Simulink工具对控制系统进行仿真,给出了仿真实验结果。当屏蔽电机采用变频器供电时,变频器输出的大量谐波必定会在屏蔽套内产生谐波涡流损耗。对此进行了谐波分析,计算出了屏蔽套的涡流损耗。