单相变压器直流偏磁励磁电流仿真分析

通过铁心的非线性磁化曲线JilesAtherton理论,在MATLAB软件环境里建立了变压器铁心的仿真模型并利用该模型分析了直流偏磁大型单相变压器开路时励磁电流的波形特征。结果表明,随流入变压器的直流电流I0增加,励磁电流畸变愈重,并在I0增大到一定程度后严重半周饱和,其谐波分量越来越大且出现I0增加快速增长的偶次(主要是2次)谐波。     

单相变压器直流偏磁的仿真与试验分析

本文测量直流偏磁前后单相变压器的励磁电流波形及其谐波,分析其在直流偏磁前后的变化情况.然后基于Jiles-Antherton变压器模型求出直流偏磁后变压器的磁化曲线.利用求得的变压器磁化曲线数据,对变压器进行三维有限元仿真,计算得到变压器的瞬时磁通密度分布、磁通密度谐波、励磁电流波形直流偏磁前后变化情况.其中,变压器励...     

直流偏磁条件下电力变压器谐波的仿真计算与试验研究

对变压器在不同直流偏磁条件下励磁电流谐波进行了研究,并进行了仿真分析。     

变压器直流偏磁的仿真研究

为研究变压器励磁电流在正负半波严重不对称和畸变引起的直流偏磁效应,利用MATLAB软件提供的Simulink仿真工具搭建了变压器直流偏磁的仿真模型,对施加不同直流电压激励时的励磁电流畸变情况进行了仿真分析,并通过对不同直流偏磁下得到的励磁电流波形进行快速傅里叶变换,得到了变压器在不同直流偏磁下的谐波分布情况,验证了变压器直流偏磁理论.仿真分析结果表明：当变压器有直流入侵时,励磁电流上半周波发生畸变;当变压器正常运行时,励磁电流中只含有奇次谐波,不含偶次谐波分量.     

500 kV电力变压器直流偏磁耐受性能的仿真研究

为了深入研究500 kV电力变压器的直流偏磁耐受性能,根据J-A磁滞回线理论,基于电路磁路模型建立了500 kV自耦变压器的直流偏磁仿真模型,通过改变J-A模型中的关键参数,仿真研究了矫顽力、剩磁和磁滞损耗等硅钢片磁化特性对500 kV变压器直流偏磁耐受性能的影响。仿真结果表明,变压器直流偏磁时,励磁电流出现畸变,有偶次谐波出现,励磁电流随直流分量的增大呈现不同的增幅。当磁滞回线的矫顽力增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅变小。当剩磁和磁滞损耗增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅加剧。研究结果可为大型变压器直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁抑制措施提供理论依据和新思路,具有一定的实用价值。     

基于有限元法的单相变压器直流偏磁仿真研究

中国±500 kV直流输电系统的运行经验表明:直流输电单极大地回路方式运行时,直流接地极电流会导致附近交流变压器直流偏磁现象,引起变压器局部过热、振动加剧、噪音增大。笔者运用ansoft软件分析了在不同直流偏磁情况下,变压器空载状态下的铁心磁场分布情况。结果表明,随着变压器直流电流的增加,变压器铁心饱和度愈高,磁感应强度增加,上下铁轭衔接处随着直流量的增加磁感应强度增加速率最大。     

单相变压器的直流偏磁励磁电流问题及其对保护的影响分析

直流偏磁将使变压器励磁电流发生半个周波的畸变,产生大量的偶数次和奇数次谐波.为研究直流偏磁对变压器及其保护设备的影响,利用PSCAD/EMTDC软件建立系统模型,仿真了某实际电网单相750 kV变压器在直流偏磁时的励磁电流变化情况,研究了直流入侵导致的变压器励磁电流畸变、谐波分布、励磁电流峰值与直流偏磁的关系.同时还分析了在谐波影响下变压器保护的性能,定量计算了励磁电流畸变所造成的变压器损耗.     

单相变压器的直流偏磁励磁电流问题及其对保护的影响分析

直流偏磁将使变压器励磁电流发生半个周波的畸变,产生大量的偶数次和奇数次谐波。为研究直流偏磁对变压器及其保护设备的影响,利用PSCAD/EMTDC软件建立系统模型,仿真了某实际电网单相750 kV变压器在直流偏磁时的励磁电流变化情况,研究了直流入侵导致的变压器励磁电流畸变、谐波分布、励磁电流峰值与直流偏磁的关系。同时还分析了在谐波影响下变压器保护的性能,定量计算了励磁电流畸变所造成的变压器损耗。     

直流偏磁下单相变压器的传输线模型

为了研究直流偏磁对单相变压器运行性能的影响,依据传输线及Jiles-Atherton铁磁磁滞理论,建立了直流偏磁下单相变压器的传输线模型,同时,考虑了铁心材料的涡流效应、绕组铜耗及漏磁等因素,应用牛顿-拉夫逊迭代方法,对模型进行了时域仿真计算,实现对单相变压器直流偏磁特性的分析,分析结果表明,直流偏置水平的升高,使动态磁滞曲线不再对称并不断趋于饱和;励磁电流波形发生畸变,谐波含量增加;且励磁电流峰值及各谐波含量的幅值随偏磁水平的增加呈线性上升趋势.计算结果与实验结果相吻合,证明了直流偏磁下单相变压器传输线模型的正确性和有效性.     

500kV发电机单相变压器直流偏磁噪声试验

本文中作者对500k V发电机变压器在空载和负载下直流偏磁噪声进行了试验研究,并对不同状态下的时域和频域波形进行了奇异谱和功率谱分析。     

基于爱泼斯坦方圈的直流偏磁实验及分析

在高压直流输电的单极大地运行方式中,直流电流通过接地的中性点流入变压器绕组会给电力变压器造成危害。随着直流输电的应用和发展,直流偏磁问题已经得到越来越多的重视。对于直流偏磁问题的研究不仅有利于揭示直流偏磁机理,而且对变压器的设计和运行有着重要的指导意义。本文利用爱泼斯坦方圈进行了直流偏磁测试。通过对励磁电流各次谐波的分析,研究了直流偏磁对励磁电流及饱和铁心的影响。     

三相五柱变压器直流偏磁计算研究

直流输电系统单极运行下,交直流共地使直流通过交流系统的接地极侵入交流系统,造成交流系统的变压器直流偏磁,产生谐波。针对三相五柱变压器的直流偏磁问题进行了计算研究,在计算中,利用麦克斯韦场的方程代替铁心柱的磁路方程,与电路进行耦合,并结合铁心的非线性特征曲线,形成了非线性方程组,通过求解该方程组,最终实现对三相五柱变压器直流偏磁特性的分析。根据计算结果得知,由于A、C两相更靠近零序磁路(旁柱),B相在直流偏磁下与其他两相的磁耦合程度变弱。同时对不同直流入侵下的三相五柱变压器各铁心柱的磁场强度进行了计算,无直流下,端轭的磁场强度最大,旁柱的磁场强度最小,直流入侵,各铁心柱的磁场强度峰值随直流电流非线性增长,旁柱和端轭磁场强度的增长速度较三相柱快。     

交流电网地磁感应电流分析的全模型及其应用

提出考虑土壤电流场畸变地表电位的任意结构电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)分布计算的完整模型,计算模型通过GIC-Benchmark标准算例检验,同时对地磁感应激励下与直流接地极入地电流激励下的电网直流电流分布计算模型进行统一。基于计算模型对湖北电网GIC风险进行评估,在东西和南北方向0.05 V/km的地电场激励下,湖北电网绕组等效直流电流之和分别为472 A和366 A,湖北电网对于东西方向的地磁感应的防御能力比南北方向更为脆弱。对湖北电网在地磁感应和直流接地极入地电流双重激励下的风险进行了评估。当地电场方向为北偏西70°且宋家坝注入单极大地运行电流时,湖北电网遭受的直流偏磁危害最严重,该方向上仅0.02 V/km的地电场对湖北电网造成的直流偏磁危害即可与宋家坝接地极注入满负荷运行电流时对湖北电网造成的直流偏磁危害相当。在对高压网络进行GIC评估时,不可忽略220 k V的网络,否则会对变压器绕组中的GIC评估产生显著影响,中性点电流最大计算偏差可能超过70%。增大线路电阻、变电站接地电阻以及变压器绕组电阻,会使得系统绕组等效直流电流之和先呈指数形式减小,后呈大致线性形式减小。     

直流偏磁对电力变压器影响的实验与仿真计算

高压直流输电系统采用单极大地回路运行时,会对中性点接地的变压器产生影响.采用等效电路一磁路耦合法,建立了包括漏磁回路的变压器模型,并对单相变压器开路及不同直流偏磁情况下进行了实验和仿真计算分析,计算与实验吻合较好,验证了等效电路一磁路耦合法的正确性和有效性.实验和仿真分析表明:空载励磁电流各次谐波随直流电流的增加直线上升;加入直流偏置量,出现了偶次谐波,奇次和偶次谐波都随直流偏置量的增加而增加.通过改变变压器的磁化曲线,仿真计算了同样直流偏置量的下的谐波情况,得出:提高变压器硅钢片的磁化特性,将会提高变压器的直流耐受能力.负载不同,使变压器工作在不同的工作点上,对变压器励磁电流的影响并不十分明显.     

计及直流偏磁的保护用电流互感器仿真与实验分析

保护用电流互感器(Current Transformer,CT)对电力系统继电保护的动作特性影响很大。直流偏磁会对CT的传变特性产生影响,利用其T型等值电路推导出了直流偏磁条件下的励磁电流和磁通的表达式。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对不同直流偏移系数条件下的CT传变特性进行仿真分析,结果表明,偏磁条件下CT的磁化曲线第三象限部分会减小,二次电流波形也会发生畸变,同时二次电流中谐波幅值也在增加,当偏磁电流增加到一定值时二次谐波将会大于三次谐波,随着直流偏移系数的增加各次谐波也呈线性增长,而基波幅值在减小。同时,设计了交流叠加直流的实验电路来模拟直流偏磁现象以对保护用CT的传变特性进行实验分析。实验结果表明,在偏磁条件下CT不能正确传变一次电流,在偏磁条件下CT二次电流有效值会减小,同时基波幅值也相应减小,而其余各次谐波的幅值呈线性增加,对角差的影响较电流误差而言更为严重。由此可见,直流偏磁改变了保护用CT的传变特性,对采用基波分量算法及谐波制动方案类型的保护构成严重威胁,降低继电保护的可靠性。     

交流电网直流电流分布仿真软件的开发

为量化分析高压直流输电入地电流（简称直流电流）在交流电网内的分布,提出了直流分布的完整理论分析模型,实现了变电站地下网络的Thevenin等效;借助潮流计算数据取得交流电网的接线信息,开发了潮流计算接口,解决了现代大型交流电网接线运行方式的数据输入问题。运用随机模拟试验方法探讨交流电网直流分布的机理,分析了交流电网内的直流电流的分布规律：交流电网规模越大直流电流分布越广;杆塔-避雷线系统的存在会使交流电网直流电流分布密集;采用抑制措施后交流电网局部直流电流分布可能更加密集,但直流电流分布总量下降。仿真软件适用于大型交流电网直流电流分布的预测计算和抑制措施的仿真评估,可以为更好地分析、预报和抑制直流电流分布及其不良影响提供参考。