基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及环流计算

为了有效地解决多绕组变压器建模复杂、复合短路阻抗计算时间长及多并联绕组间环流计算难等问题,结合由自感和互感描述的变压器等效电路模型,提出了一种基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及多并联绕组间环流的求解方法。该方法通过等效单匝电感矩阵求解出所有两两绕组间的短路阻抗,并结合复合短路阻抗的定义和端口条件,在Matlab软件中编写相应的通用计算程序,可一次性求解出任一所需的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流大小。最后,以某一实际12绕组变压器为例,采用所提方法对复合短路阻抗和环流进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,该方法能够准确地计算出各种短路工况条件下的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流情况,可以满足工程设计的要求。     

基于组合式场路耦合法的多绕组变压器建模与阻抗参数设计

为解决低励磁阻抗多绕组变压器建模、多绕组变压器复合短路阻抗及多并联支路间电流分配计算的问题,基于组合式场路耦合分析,给出一种高效、通用的多绕组变压器建模和阻抗参数设计方法。根据初步设计的变压器结构,采用磁场能量法,二次开发出基于ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language,APDL)的三维静态磁场专用分析程序,计算出多绕组电感矩阵,并以此为依据构建多绕组变压器的线性仿真模型,进行相关仿真研究。通过仿真结果反馈的信息适当修改变压器结构以满足要求。实验结果表明,所提方法能够准确计算出多并联支路间电流分配,各种短路工况下复合短路阻抗计算结果可满足工程实践的需要。     

用“场-路”结合法分析多分裂式机车变压器运行特性

运行于双流制下的电气机车,其变压器在直流供电时用作电抗器,为此,在设计上可能要降低用作变压器的部分技术指标。应用"场-路"结合法分析了一台运行于双流制下的四分裂式变压器用作变压器时的有关特性,即在磁场分析的基础上计算变压器多个绕组的电感矩阵,并用求解电路的方法计算多个工况下的高压绕组各支路电流分配关系及短路阻抗。分析表明:短路阻抗亦与厂方设计值较接近;与单一供电制式下仅用作变压器时比较,单个低压绕组运行时与之耦合最紧;多个绕组电感矩阵计算的正确性由变压器用做电抗器时的电感实测值得到验证;密高压绕组支路的电流分配系数略小。     

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。     

电力变压器绕组状态实时监测算法

为及时发现电力变压器绕组变形等潜伏性故障,需要实时监测变压器绕组的状态。建立了变压器绕组的数学模型,利用变压器原、次边的电压、电流信号对变压器的短路阻抗进行在线辨识。其方法是:实时采集模型变压器原、次边的电压、电流信号后,针对电压、电流传感器采集信号的特点,应用小波变换除去噪声,再利用基于离散傅里叶变换的高精度相位识别法辨识各正弦量间的相位差,得到各负载情况下变压器绕组等效电路的短路阻抗。利用模型三相变压器搭建的变压器绕组状态监测平台进行实验,结果表明,变压器绕组未发生状态改变时,不同负载情况下短路阻抗的辨识差别不超过0.64%;若变压器绕组发生变形及匝间短路等故障,短路阻抗的变化量达到5.6%以上,证明所提出的监测算法是有效的。     

基于混合分析法的变压器集总参数等效电路频率响应计算研究

快速、准确计算变压器绕组集总参数等效电路的频率响应对基于频率响应分析法的变压器绕组变形仿真分析意义重大。为解决不同类型频率响应计算时需要多次方程求解的问题，本文将混合分析法应用到双绕组变压器集总参数等效电路的电压比、转移导纳以及入端阻抗的频率响应计算中，仅通过一次方程求解即可获得相应的频率响应。首先，利用广义支路对等效电路各支路进行描述，通过选取合适的基本割集矩阵，考虑各支路的电压电流约束关系，以树支电压和连支电流作为未知量，建立等效电路的混合矩阵方程；其次，通过求解混合矩阵方程，依据各类型频率响应函数的特点，计算三种类型的频率响应曲线；最后，利用两种数据指标将混合分析法与成熟电路仿真软件计算得到的频率响应曲线进行对比，计算结果表明：两种算法计算得到的三类频率响应曲线在整个扫频范围内一致性很好，对应的归一化相关系数值都接近于1,和平方比误差都接近于0。以上结果表明，本文所述的混合分析法仅通过一次方程求解即可获得三种不同类型的频率响应曲线，并验证了方法的正确性。     

多并联支路型可控电抗器支路参数计算

支路电抗、电流和功率等参数的计算是多并联支路型可控电抗器分析设计的关键.文章详细阐述了顺次单支路工作模式,并给出了在已知最大谐波系数要求的条件下,支路个数和各支路容量的计算公式.根据顺次单支路工作模式各支路依次短路的特点,应用递推算法求解得到了支路电抗值的计算方法,由此得到了支路电压、电流和功率的计算公式,并指出为了简化设计和提高效率,应该使降压变压器的主绕组和控制绕组之间的短路阻抗尽量小.     

基于耦合漏感的四绕组变压器暂态模型及短路计算

为确保含四绕组变压器的变电站保护整定可靠性,需研究精细化的四绕组变压器暂态模型及其短路计算等值电路。分析常规变压器等值电路的不足,推导了修正的耦合漏感等值电路,根据三相三柱式四绕组变压器的拓扑结构,运用对偶性原理建立了基于耦合漏感的四绕组变压器电路-磁路暂态模型;利用漏磁路的互阻抗远小于漏阻抗的特点,推导了用于短路计算的四绕组变压器简化等值电路以及零序阻抗。根据某地220 k V变电站实例进行仿真计算,结果表明所提出的四绕组变压器暂态模型及短路计算方法能够更准确地计算含四绕组变压器变电站的短路电流。     

星形–开闭三角形接线平衡变压器的阻抗匹配与数学模型

星形–开闭三角形(YNvd)接线平衡变压器是实现同相供电较理想的变压器接线形式。文章针对其特殊性,提出了以磁势平衡方程、电压传递方程、绕组接线方程为基础的多绕组变压器分析方法。同时借助端口电气量的一般变换方法,给出了YNvd接线变压器两相等值电路、阻抗变换以及相坐标下的节点导纳矩阵,以便分析和计算与电力系统和牵引网端口有关的问题。     

采用电磁仿真软件计算变压器的短路阻抗

介绍了一种采用电磁场建模仿真类软件通过储存的能量求解变压器短路阻抗的方法。将此方法与常规计算方法的结果进行对比,证明其具有更高的准确性。同时,利用这种计算方法可以解决一些常规解析计算方法难于计算阻抗的特型变压器或电抗器的设计及现场多绕组变压器在不同工况下运行时变压器阻抗的计算评估问题。     

星形延边三角形接线平衡变压器的阻抗匹配与数学模型

星形延边三角形接线平衡变压器是应用于我国电气化铁道的一种新型三相一两相平衡变压器。针对其特殊的接线形式，提出了以磁势平衡方程、绕组连接方程、端口输出方程和电压传递方程为基础的多绕组变压器系统化分析方法。根据理想平衡变压器的技术条件提出了基于绕组之间短路阻抗的阻抗匹配关系式，推广了以前的有关结论。讨论了星形延边三角形接线平衡变压器的等值模型、两相等值电路和中性点不接地运行等问题。给出了星形延边三角形接线平衡变压器在相坐标下的节点导纳矩阵，以便与电力系统其它部分接口进行有关分析。     

用Bergeron法计算变压器线圈暂态电压分布

本文提出了变压器线圈电磁暂态分析的新方法－Ｂｅｒｇｅｒｏｎ法，推导了有互感电路的等值参数和计算公式，叙述了如何形成节点导纳矩阵。实测结果与分析表明，在变压器低压线圈短路时，高压线圈与空心线圈的电感相同。根据计算与实测结果分析，提出了确定等值电路中各项参数的方法。     

基于全绕组拓扑结构的移相变压器建模及应用

针对现有移相变压器稳态数学模型不能适用于内外部端口故障电气量计算的问题,基于相分量法建立其全相数学模型。以对称双芯式移相变压器为例,根据其电磁约束关系,推导出节点电压与电流间的关系式,再通过绕组拓扑结构对节点进行合并及接地处理,得到移相变压器的导纳矩阵和全相等效电路模型,并对矩阵进行修正以适应不同故障情况下的计算。最后,利用该模型分析了对称双芯式移相变压器在不同相序网络中的运行特性。对比仿真结果可知,所建全相数学模型能够准确计算各类端口故障下的电气量,所得等效相序电路可以有效反映不同序分量下移相变压器的运行特性。     

基于系统等值阻抗的变压器抗短路能力核算

为评估在运的大型电力变压器抗短路能力水平,确保电网安全稳定运行,文章提出了一种基于系统等值阻抗的变压器短路电流核算方法。在对变压器高中侧的外部系统进行等值基础上,通过已知的母线短路电流和变压器参数反推系统的等值阻抗,然后根据系统阻抗和变压器参数求得各种短路情况下流过变压器的短路电流。仿真及实例验证说明了算法的准确性,应用算法可以实现对变电站各种方式下短路电流的快速批量计算。使用文章提出的方法对母线短路电流、变压器并联数量等因素对变压器短路电流的影响进行了分析,并结合制造厂提供的短路电流限值对变压器的抗短路能力进行评估,为生产管理部门的技术改造提供技术参考。     

变压器绕组变形的扫频短路阻抗法研究

针对变压器因绕组变形而产生故障问题,分析了现有短路阻抗法和频响法检测绕组变形手段的特点和不足,研究了扫频短路阻抗法的基本原理和测试接线方式,在模型变压器上进行了绕组层间短路、绕组匝间短路等不同情况的试验测试,初步验证了该方法的有效性。以某220 kV变压器为测试对象,采用扫频短路阻抗法进行了变电站现场测试工作。该方法测试结果能够提供更多的测量参量,为绕组变形的研判提供了更多的参考依据,是一种很有价值的变压器绕组变形测试方法。     

基于扫频阻抗法的变压器绕组变形测试技术研究

在研究变压器绕组等效电路理论的基础上,分析了常用的诊断变压器绕组变形的频率响应法、短路阻抗法和低压脉冲法.结合频响法和阻抗法的优点,提出一种诊断变压器绕组变形的扫频阻抗法,使得一次测试能够获得频谱特征的同时,兼顾了短路阻抗特征信息的获取.对扫频阻抗法进行了仿真和模型变压器试验验证,结果证明该诊断方法比原有频响法先进、有效.     

三绕组变压器中压绕组短路电动力的计算方法

针对220 kV/180 MVA三绕组电力变压器出口短路时短路电流的计算问题,从磁势平衡原理出发,建立了在中压绕组短路工况下中压绕组短路力的计算模型,利用"场-路耦合"有限元方法计算了该模型的二维瞬态漏磁场,获得了中压绕组线饼的受力分布和瞬变曲线,并对受轴向短路电动力作用最大线饼的轴向稳定性进行了校核。计算结果表明,利用有限元软件ANSYS对三绕组变压器中压短路工况下中压绕组短路电动力的计算方法,省去了传统计算电动力复杂的计算过程及一些计算假设,提高了计算精度,变压器的中压绕组具有足够的轴向机械强度,对变压器设计和运行人员有一定的参考价值。     

一种新颖的万能式断路器短路短延时动作可返回试验方式

提出了一种万能式断路器短延时动作可返回试验方法。在多磁路变压器一次侧接入一个可调阻抗和一个机电式投切开关（如接触器）,通过程序控制器控制投切开关的闭合与断开时间,实现了二次侧电流从万安级短时间通电后返回至千安级。     

十字交叉接线牵引变压器的运行特性(Ⅰ)--数学模型与理论分析

十字交叉接线牵引变压器实际上是三相三绕组变压器,已应用于我国电气化铁道2×25kV自耦变压器(AT)供电系统.针对其特殊的接线形式,采用了以磁势平衡方程、绕组接线方程、端口输出方程和电压传递方程为基础的多绕组变压器系统化分析方法,阐明了负荷电流和可能的零序电流在绕组中的分配关系;推导出了二次侧端口电压方程;给出了该变压器在相坐标下的节点导纳矩阵,以便同电力系统和牵引网接口进行有关分析.最后,分析了省掉变电所内AT和中性点不接地运行等问题.     

短路阻抗法在变压器绕阻变形测试中的应用

短路阻抗是变压器的一个重要特性参数,决定了变压器在系统短路时短路电流的大小及变压器内部的电动力的大小。在变压器受短路冲击时,通过短路阻抗试验及绕组变形试验可检测出该受冲击变压器是否受变形。当变压器已发生变形时可通过测试变压器的单相漏抗来判断冲击变压器绕组发生变形相。