直流偏磁条件下换流变压器空载特性分析

为了深入研究直流偏磁对换流变压器运行性能的影响,基于瞬态"场-路耦合"方法,使用实际产品参数建立了二维求解模型.结合铁心材料磁导率的非线性,利用该模型分析了不同直流入侵情况下,换流变压器空载时励磁电流的波形曲线及铁心磁感应强度变化.另外,依据半波平均算法定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下空载损耗情况.结果显示,直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变;低次谐波逐渐增加;铁心磁密峰值呈非线性增长并趋于饱和.同时,空载损耗也随之增加.该方法为考虑换流变压器偏磁时的设计和维护提供了有效手段.     

主变噪音异常及案例分析

从噪音产生机理、谐波电流的影响、直流电流的影响等对主变压器噪音异常现象进行了分析。直流入侵时会产生直流偏磁现象,随着直流分量的增大,励磁电流畸变越来越严重,并出现严重的半周饱和,从而对变压器产生严重危害。通过分析,确认驿南府变电站主变压器异常噪音为直流电流的影响,为解决这些问题,提出了串联电阻、串联高压电容器等解决的方案。实践证明了这些方案的有效性。     

直流偏磁对不同铁心结构和联结组别变压器感应电动势的影响

特高压直流输电系统单极运行会导致临近变压器出现直流偏磁现象,而变压器感应电动势会对电网电压产生重要影响。为了研究直流偏磁对不同铁心结构和联结组别变压器感应电动势的影响,本文将三相三柱式和五柱式变压器时步有限元模型与YNy和YNd连接的外部电路相结合,建立了能够反映不同联结组别和铁心结构的变压器场-路耦合模型。研究了变压器感应电动势和励磁电流的基波及谐波含量随直流偏磁程度的变化规律,揭示了感应电动势波形畸变率与铁心结构及联结组别之间的关系;最后通过实验验证了结果的正确性。结果表明,直流偏磁对三相五柱式变压器感应电动势的影响较大,采用YNd联结会减小感应电动势波形的畸变率;而直流偏磁对三相三柱式变压器感应电动势基本没有影响。     

谐波激励下变压器振动特性分析

随着特高压直流输电以及晶闸管整流设备的全面发展,电力系统谐波出现并流入变电站,使变电站中电力变压器出现非正常工作状态,影响其稳定运行.谐波注入使变压器铁心硅钢片的磁特性包括磁化特性和磁致伸缩特性畸变,由于变压器铁心振动主要来源于交变磁场下硅钢片的磁致伸缩,因此谐波下磁致伸缩特性畸变会直接导致变压器振动特性异常.然而,对于这种谐波激励下变压器的异常振动特性,目前未见相关报道.本文在考虑磁致伸缩效应和麦克斯韦电磁应力的基础上,研究谐波入侵对变压器振动特性的影响.首先对叠加不同3次谐波磁场下取向硅钢片样片的磁化特性以及磁致伸缩特性进行测试;然后,根据测试数据建立单相变压器三维磁-机械耦合数值模型并进行空载下变压器振动仿真;根据仿真结果,分析谐波对变压器铁心应力分布、振动加速度及其频谱的影响,为分析变压器在谐波工况下振动特性奠定理论基础.     

变压器直流偏磁对无功功率影响的仿真分析

直流输电线路处于单极大地运行方式时,其接地极向大地注入幅值高达几千安培的直流电流。该直流电流通过由中性点接地变压器和变压器间的交流线路构成的直流通道侵入交流系统,增加变压器无功功率消耗,占用变电站无功补偿设备的容量,影响电网的正常运行。基于PSCAD仿真软件,搭建典型变电站系统在直流偏磁工况下的仿真模型,对不同偏磁电流注入下变压器励磁电流变化和无功功率消耗情况进行定量仿真分析。仿真结果表明:随着注入直流偏磁电流的增加,变压器励磁电流畸变程度愈发严重,其消耗的无功功率急剧增高,对电网的无功平衡和电压调节产生极为不利的影响。该结果对直流偏磁无功功率特性以及直流偏磁工况下短路电压支持能力的研究具有参考价值。     

高压直流偏磁对变压器的影响及抑制方法研究

宁东±660 kV直流输电工程在单极大地方式下会使接地极附近的变压器产生直流偏磁现象,直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态,严重时可危及电网的安全运行.以串联电容法为技术基础的变压器中性点直流电流隔离接地装置的研制与开发,合理运用了氧化锌阀组和大容量快速开关作为电容器的双重保护,可以有效地阻断变压器中性点直流电流的流入,避免变压器直流偏磁显现的发生,保证了电网安全稳定运行.     

换流变压器直流偏磁的理论分析和仿真研究

对直流偏磁下产生的励磁电流各谐波成分进行理论分析和仿真验证。研究结果表明,换流变压器直流偏磁下的励磁电流中二次谐波占主要成分,二次谐波与注入直流电流呈线性关系,且其随直流电流的增长幅度要高于其他低次谐波。     

基于实测数据对发电机等值电势与励磁电流变化关系的分析

采用戴维南等效电路分析等值电势、端电压、定子电流及电抗之间的变化关系,在电抗一定的条件下,可通过端电压、定子电流及电抗确定等值电势的大小,并与励磁电流建立关系,以进行发电机励磁电流调节对发电机端电压的影响的研究.采用2种模型研究等值电势与励磁电流之间的关系,一种采用空载电压与励磁电流之间的变化关系,另一种采用空载电压与励磁电流在未饱和段的线性关系,并用稳态数据进行校验.结果表明,采用空载电压与励磁电流在未饱和段的线性关系表示等值电势与励磁电流之间的关系更符合实验结果 .     

基于振动信号的城市电网变压器直流偏磁状态辨识方法

针对城市轨道交通杂散电流引起的变压器直流偏磁问题,提出一种基于振动信号的城市电网变压器直流偏磁状态辨识方法,排除了短路故障、电网谐波干扰对状态辨识的影响.首先,分别对直流偏磁、短路故障、电网谐波干扰下的变压器振动信号的持续时间及频率特征进行分析,研究发现,相比于其他故障,在直流偏磁下变压器振动将加剧,振动信号频率分量复杂化,出现一系列高次谐波分量,特别是50 Hz奇倍频分量增加明显;然后基于此,利用振动信号除100 Hz外的50 Hz倍频分量的能量之和,排除短路故障对直流偏磁状态辨识的影响;其次,利用除100 Hz外的50 Hz奇倍频分量与除100 Hz外的50 Hz倍频分量的能量之和的比值,排除电网谐波干扰对直流偏磁状态辨识的影响,以实现城轨杂散电流引起的变压器直流偏磁的状态辨识;最后,对现场实测数据进行分析及处理,进一步验证该方法的准确性.     

基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线.其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性.基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动...     

计及铁芯动态磁化特性的单相变压器励磁涌流仿真

本文在分析变压器铁芯电磁特性及其动态磁化过程的基础上,运用不同函数分段拟合磁化回线和动态曲线压缩的方法,建立了计及铁芯饱和、磁滞、局部磁滞和原始剩磁影响的单相变压器励磁涌流仿真模型,开发了仿真计算程序,并对单相变压器空载合闸时的励磁涌流作了仿真计算。仿真结果表明:该模型全面准确地描述了变压器暂态过程中的真实状态,方便地解决了铁芯饱和后的磁化曲线易于拟合成负斜率的问题。同时运用该模型还仿真研究了影响变压器励磁涌流的各种因素,并对仿真所得涌流作了间断角和二次谐波含量分析,以便为电力变压器设计和继电保护装置可靠动作提供参考依据。     

直流偏磁下变压器励磁电流的实验研究及计算

在直流偏磁条件下变压器励磁电流是研究变压器直流偏磁特性的关键。针对两种直流量引入方法,即直流量与正弦电压激励同侧引入和直流量与正弦电压激励异侧引入,通过实验结合数值计算,分析了两种引入直流量方法本质的区别及原因。研究结果表明:同侧引入直流电流比异侧引入直流电流更能准确地反映地磁感应电流或直流输电线路单极运行引起的变压器直流偏磁问题。其次,分析了直流偏磁对变压器励磁电流的有效值、直流分量及各次谐波影响的规律。最后,应用改进的磁路-电路耦合时域方法分析了直流偏磁下变压器的励磁电流,计算结果与测量结果吻合。本工作为研究变压器的直流偏磁问题打下了基础。     

气隙调衡式混合励磁直线同步电机特性

针对直线电机无绳提升系统中因气隙不均匀引起的轮轨间振动、噪声和磨损等问题,设计新型的混合励磁直线电机. 通过改变次级励磁电流来调节双边气隙磁场和法向电磁力,进而调节双边气隙平衡,有效地降低轮轨间压力. 介绍新型电机的拓扑结构及气隙磁场调节原理,分析主要结构参数对电机性能的影响,确定样机的基本参数. 研究不同负载工况下次级励磁电流对法向电磁力的调节特性,分析次级励磁电流对直线电机空载反电势和电磁推力的影响. 研究结果表明,次级直流励磁电流对电机法向电磁力具有良好的调节能力,对电机推力输出基本没有影响. 在相同的负载工况下,法向电磁力随次级直流励磁电流基本呈线性变化. 当电机负载增大时,直流励磁电流对法向电磁力的调节能力略有降低. 实验结果与有限元分析结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性.     

电力变压器铁心饱和磁特性的测量

对电力变压器铁心材料磁特性的测量和模拟具有现实的意义.利用叠片铁心模型进行实验,更接近电力变压器运行的工况,采用WT3000功率分析仪测量数据,得到基本磁化曲线,特别是饱和后的数据,磁感应强度可达到2.058 T.本文对具体测量方案做了详细的介绍,测量结果对于计算饱和后的变压器损耗提供了有力的依据,对铁心材料的模拟提供了实验数据,对变压器过励磁的分析有很强的使用价值.     

电压变化对变压器励磁阻抗的影响

研究了电压变化对变压器铁耗电阻和励磁电抗的影响，介绍了电压变化下变压器励磁阻抗的拟合计算方法，讨论了铁心最大磁导率与磁化曲线膝点之间的关系。     

基于变压器励磁涌流成因的涌流抑制策略

变压器在投入电网运行之前其磁路剩磁与上次切出电网时的分闸角有关,以此为出发点,在反磁化曲线的基础上,阐述了剩磁极性与变压器前次切出时分闸角的关系,提出了结合磁性材料的磁特性,利用偏磁与剩磁相抵消来抑制励磁涌流的方法,并给出通过选择分、合闸角使得偏磁极性与剩磁极性相反,两者互相作用从而使得总磁通不会超过饱和磁通来抑制变压器励磁涌流的空投合闸角控制策略.     

机车牵引变压器空载合闸励磁涌流特性分析

由于电力机车变压器铁芯的非线性特性及绕组中残留的剩磁,空载合闸时一次绕组易产生很大的励磁涌流．数学模拟分析变压器空载合闸的瞬态过程,基于MATLAB／sIMULINK建立电力机车主变压器空载合闸的仿真模型,分析剩磁以及磁通对励磁涌流的影响．仿真结果与理论相吻合,为电力机车主变压器的保护、电磁设计与运行提供了重要的理论依据．     

电流互感器暂态饱和的延时计算分析及改进措施

当电网中一次电流包含有长时间的非周期分量时,可能会使电流互感器的铁芯深度饱和,但饱和出现的时间有时延,且时延大小与系统一次时间常数、互感器二次回路时间常数、非周期分量幅值、CT的工作循环以及CT的暂态面积系数等有关。文中通过实例计算分析了CT暂态延时饱和过程,论述了减小互感器饱和对保护装置影响的改进措施。