耦合电感电路新方法

本文运用耦合电感等效磁路参数概念及参数变换法则，对互感电路进行化简，使之成为只含独立电感的最简去耦等效电路，它是一种分析耦合电感电路的简易新方法。     

基于棱边有限元的变压器场路耦合瞬态模型

提出了一种新的基于棱边有限元法的变压器场路耦合瞬态模型。为讨论节点有限元法与棱边有限元法的计算区别,根据实际变压器参数建立模型,利用Ansys二维轴对称单元、三维节点单元和棱边单元,研究铁心磁场分布和磁通连续性,并得出结论,节点有限元法在变压器电磁场计算中存在较大的误差,棱边有限元法可以显著提高计算精度。基于棱边有限元法建立场路耦合瞬态模型,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数学模型,用四阶龙格库塔法求解;根据能量扰动原理,在磁场计算中根据能量增量计算动态电感;代入瞬态电路方程,实现场路耦合。分析线圈电流、电感参数和铁心漏磁情况,并说明瞬态耦合模型的有效性与合理性。     

基于LTCC技术的耦合电感

耦合电感已被广泛应用于负载点电源(Point of Load,POL),以提高其稳态和动态性能。为了进一步提高系统的集成度和功率密度,耦合电感的封装集成技术近年来引起了广泛的关注。在这样的研究背景下,本文对基于低温共烧陶瓷工艺(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)的耦合电感的封装集成技术进行了研究。首先,针对低温高烧陶瓷工艺的特点,本文提出了四种不同的耦合电感结构并对它们进行了分析、仿真;其次推导出估算电感值的简单有效的数学模型,并通过仿真表明模型的准确性;然后,为了更好的测试低温共烧陶瓷耦合电感的特性,本文制作了一个超薄的易于三维集成的耦合电感样品,并给出了其电感值特性的测量结果;最后,耦合电感样品被应用于一台1MHz、12V输入、1.2V/45A输出的两相交错并联降压斩波电路中,测试其在功率电路中的性能。     

非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器电感参数的计算分析

研究了非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器的电感参数。建立了一种疏松耦合变压器模型,通过求解有限元磁场方程,采用能量增量法和能量法计算电感参数;同时,利用实验的方法获取不同气隙下疏松耦合变压器的自感和互感。通过将计算结果与实验数据对比,分析基于能量增量法和能量法计算电感的准确性和合理性。在不同气隙宽度下,研究疏松耦合变压器励磁非线性受到的影响,考察不同方法计算电感参数的误差和适用性,通过分析得到计算电感参数的有效方法,为进一步开展疏松耦合变压器励磁特性研究奠定基础。     

中压配电网载波通信卡式电感耦合器耦合模型

为满足载波信号在中压配网电缆线路的耦合通信要求,需要高耦合效率的卡式电感耦合器。提出一种中压配网载波通信卡式电感耦合器耦合模型,并对其耦合效率进行了分析。首先在卡式电感耦合器结构型式及电缆线路结构特征基础上,分析卡式电感耦合器的耦合机理。然后结合罗氏线圈与松耦合变压器模型,推导卡式电感耦合器的耦合数学模型,修正卡式电感耦合器互感系数。并利用ansoft电磁软件搭建仿真模型,验证所推导的卡式电感耦合器耦合数学模型的正确性。最后利用耦合器数学模型及仿真模型,分析卡式电感耦合器不同影响因子:耦合器磁环气隙、磁环相对磁导率、绕组匝数以及耦合器骨架尺寸对电缆侧电压耦合效率的影响。仿真结果与计算结果均表明,所提耦合器数学模型能够准确地反映耦合器的耦合情况,为电力线载波技术在智能配电网中的实用化提供了较好的分析方法和理论依据。     

基于多线圈耦合的新型换流变压器仿真模型设计

为研究新型换流变压器正常运行、内外部故障、铁心饱和时的电磁暂态瞬变过程及电气量的变化规律、开发配套的新型换流变压器保护方案,有必要设计新型换流变压器仿真模型进行相关的研究。文章基于互相耦合的概念,建立了新型换流变压器的多线圈耦合模型,在此基础上,根据新型换流变压器特殊的接线方式,结合有限元仿真软件,采用Matlab里的多线圈耦合模块分别设计了正常状态和发生内部故障时的新型换流变压器仿真模型,并设计了非线性电感支路来模拟新型换流变压器铁心饱和特性,仿真结果证明了本文所建仿真模型的正确性。本文设计的新型换流变压器仿真模型物理概念清晰,设计过程简单,计算精度较高。该种仿真模型设计方法能用于实际工程中任意复杂多绕组变压器的正常状态、内外部故障以及励磁涌流仿真建模与分析。     

基于实际工程的变压器改进J-A模型研究

为了能够深入开展励磁涌流对直流输电系统影响的机理性研究,提出了一种基于PSCAD/EMTDC仿真软件的考虑磁滞特性的变压器模型建模方法,该建模方法采用改进J-A模型来描述变压器磁滞特性,具有物理意义清晰、参数较少等优势。介绍了常用的变压器电磁仿真模型建模方法,并给出了所提建模方法的详细步骤和算法设计。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立了牛从直流输电系统的仿真模型,并结合牛从直流的实际录波波形进行了参数辨识,最终利用PSCAD复现了牛从直流乙线换流变压器空充过程中甲线直流电流的录波波形,验证了所建模型的合理性和有效性。     

用于内部故障分析的变压器电感参数计算模型

针对电力变压器内部故障分析和保护的需要,详细分析了现有模型中确定电抗参数或电感参数存在的问题,指出问题的关键是没有考虑到发生内部短路故障之后,变压器内部的漏磁场分布发生了变化,因而用变压器没有故障时的漏电抗或漏电感推算发生故障后的模型参数是不正确的。在此基础上,提出了一种满足磁势平衡关系并且适用于具有任意截面形状和大小的线圈的漏电感计算模型。     

含耦合电感的四管五电平整流器模型预测控制

PWM整流器广泛应用于高压直流传输系统、电力电子变压器和电力机车牵引等领域.以含耦合电感的单相匹管五电平整流器为对象,首先,在分析其工作原理的基础上建立了该整流器在两相静止坐标系下的离散化数学模型;然后,针对传统模型预测控制(finite control-set model predictive current con...     

基于人工神经网络模型的变压器保护原理

依据人工神经网络的逼近能力,提出了一种基于人工神经网络模型的变压器保护新原理。该原理利用人工神经网络来逼近变压器的电磁关系,构建可替代变压器物理模型的人工神经网络模型,在线识别变压器的内部参数,基于参数识别后的变压器人工神经网络模型实现变压器保护。EMTP仿真实验表明,该变压器保护方法能在故障发生后半周内识别内部故障,故障特征明显,动作门槛有较大裕度,能识别变压器轻微匝间故障,且不受励磁涌流影响。     

基于变压器一维模型的漏感分析与研究

以反激变换器为例,通过对开关管关断时漏源电压和多路输出时输出误差的数学描述,阐述了漏感的危害,从高频变压器的一维模型出发,提出匝间距离、透入深度、线圈窗口在x轴上的宽度等是影响高频变压器漏感大小的主要因素,通过增大绕组宽度和绕组高宽比,增加绕组之间的耦合程度即可减少漏感.最后通过实验验证了该减小漏感方法的可行性,此结论...     

分数阶互感及变压器模型的特性分析

目前涉及磁能耦合、电能转换等方面的分数阶特性研究较少,因此针对分数阶互感及变压器模型的特性进行了分析。首先分析了传统分数阶LC电路的阻抗特性和相位特性;沿用该分析方法,研究了分数阶互感及变压器模型的阻抗矩阵特性,分析了阻抗矩阵在不同阶数下的相位特性以及分数阶条件下特有的纯实部特性和纯虚部特性;最后推出不同阻抗特性下,阻抗频率、幅值与电感阶数的关系。从分析中可知,自感和互感的分数阶数增加了整个模型设计的自由度,更具有一般性。     

基于部分电感模型的回路耦合干扰分析

电力电子系统中回路之间的电磁场耦合是电磁干扰主要传播方式之一，为了准确预测系统级的电磁干扰，需要对回路耦合干扰进行定量计算。基于部分单元等效电路(partial element equivalent circuit，PEEC)的部分电感理论，建立了典型电力电子系统回路耦合电磁干扰的模型，主要包括导线之间空间磁场形成的互感耦合和接地回路之间共地阻抗耦合的模型。在实验室中构建了物理对象研究平台，分别对差模电流和共模电流产生的回路耦合干扰进行了测试，实验结果与计算结果对比证明了方法的正确性。     

基于回路平衡方程和励磁电感的特高压变压器保护

谐波制动原理的变压器差动保护受谐波影响大,动作时间过长,难以满足特高压变压器保护的需求,针对此问题,提出了基于T型等效电路的特高压变压器保护方案。建立变压器T型等效电路模型,该模型不受变压器运行状态的影响,其参数能够唯一确定,并提出基于变压器等值回路平衡方程判据和等效励磁电感判据的保护方案。使用Matlab仿真工具,依据中国第一条特高压输电线路的系统参数搭建了特高压输电模型,分别仿真了特高压变压器空载投入、区外故障、区内故障和正常运行的各种工况,验证了所提出的保护方案在特高压输电系统中运用的可行性。该保护方案不受励磁涌流的影响、动作速度快、灵敏度高。     

基于最小二乘法的变压器三相漏感参数的辨识算法

提出了一种基于最小二乘法的变压器三相漏感参数的辨识算法,并通过试验证明了该算法的应用价值。     

基于漏电感参数的变压器绕组变形故障机理分析

运行于电网中的电力变压器,不可避免地将遭受各种短路故障的冲击,由于短路电流产生的巨大电动力和绕组的瞬间急剧发热,会造成变压器绕组变形.文章从漏磁场的分布及类型等特点分析了绕组变形的故障机理.指出绕组变形引起的磁路变化将影响漏磁场的分布状态.从而将直接导致变压器漏电感参数发生变化.同时推导了漏电感的线性磁路计算方法.进一步验证绕组变形与漏电感参数之间的物理关系.变压器绕组漏电感参数的准确实时测量将成为绕组变形监测、尤其是从离线到在线监测技术发展的新的研究方向.     

基于等效瞬时漏电感的变压器保护新原理

在变压器模型回路方程的基础上,应用等效瞬时漏电感,提出了一种新型变压器保护原理。在内部故障的情况下,绕组变形将会导致漏电感参数发生变化;而在正常运行、外部故障和励磁涌流情况下,变压器漏电感等内部结构参数不会发生改变。因此,通过计算等效瞬时漏感参数,可有效地识别变压器的运行状态。2组动模试验分析结果表明,该原理不受励磁涌流的影响,能够迅速、可靠地切除变压器内部故障,对轻微故障也有足够的灵敏度。     

基于漏感抗在线识别的变压器绕组变形监测技术的研究

基于短路阻抗法原理研究了对绕组变形的在线监测技术和实验室研究平台。提出了一种快速计算变压器绕组漏电抗的计算方法:在电流峰值处,直接由电压差和电流比值得到漏电阻;在电流过零处,直接由电压差和电流微分的比值得到漏电感;对一、二次电压先在硬件电路中先进行减法放大到采集卡的输入极值附近,再采集,将算法的分辨率几近提高到采集卡的最大精度。研制的监测系统,在实验室绕组变形研究平台上进行试验研究并初步提出变形判据,并在现场得到应用。研究结果表明,这为现场变压器在线监测绕组故障提供了一种有效的方法。     

基于磁化曲线的分段式变压器励磁电感等效方法研究

提出一种基于磁化曲线的分段式变压器励磁电感的等效方法。分析了传统线性化基本磁化曲线中变压器励磁电感等效为线性定值的弊端;采用分段表达式方法,根据每段不同特点设置不同的数学表达式,找到励磁电感随时间的变化关系。仿真结果表明,该法准确地描述了变压器饱和时励磁电感的变化情况,为变压器励磁涌流识别及差动保护原理的拓展提供了参考。