多绕组电力变压器内部短路稳态分析:（一）建模与仿真

电力变压器线圈之间的耦合特性使其内部短路故障的外部特性具有复杂性.为了正确设计和整定变压器内部故障的继电保护方案,必须逐个地针对每种变压器内部短路故障分布情况找到外部故障特征.文中提出了一种分析电力变压器内部短路故障的电路模型和分析方法,并以一台双绕组变压器为例,对线圈内部对地短路、匝间短路、相间短路分别进行了仿真计算,给出了外特性随故障类型和故障位置变化的规律.     

A current transformer model based on the Jiles-Atherton theory offerromagnetic hysteresis

The hysteresis loop of the core material in a test current transformer is simulated using the Jiles-Atherton theory. Comparisons are made between recorded and simulated waveforms and it is found necessary to replace the modified Langevin function used by Jiles and Atherton. Using an alternative function described in the paper, good agreement is achieved between test and simulated waveforms     

计及电动汽车渗透率的台区负荷预测研究

大量电动汽车接入给配网台区负荷带来了巨大的影响,为了更好地进行配电台区的负荷调度和扩容规划,研究计及电动汽车渗透率的台区负荷预测。首先对多源的负荷预测数据进行缺失、重复、异常预处理并对处理后的数据进行负荷聚类分析;然后分析电动汽车渗透率对台区负荷的影响并建立相应的负荷预测模型;接着建立基于ANFIS-RBF算法的台区负荷预测算法,并采用某地实际模型和数据进行台区负荷预测实例仿真,分析不同电动汽车渗透率下的台区负荷预测结果并验证本文所提算法的优越性。     

基于改进SMOTE不均衡样本处理和IHPO-DBN的变压器故障诊断方法研究

针对由于变压器故障样本不均衡和故障模型陷入局部最优而导致的分类准确率低的问题,提出了基于改进的合成少数类过采样技术和优化深度置信网络(deep belief network, DBN)的变压器故障诊断方法。首先采用聚类融合的K-means算法,通过分簇和匹配的方式筛选出不稳定的少数类样本用以改进中心点合成少数类过采样技术(center point synthetic minority oversampling technique, CP-SMOTE)算法,并对少数类样本进行扩增,解决了变压器故障数据分布不均衡的问题。其次,通过加入随机逆向学习和自适应惯性权重技术对猎食者优化算法进行改进,并用改进后的算法对DBN的内部参数进行优化调整,提高了模型精度。最后,将不同数据预处理情况下以及不同数据规模下的变压器故障模型进行仿真对比。结果表明,经过数据预处理和模型优化后的变压器故障识别准确率能够提高到98%,有效地解决了故障数据不平衡导致的分类精度低的问题。     

基于遗传支持向量机和灰色人工免疫算法的电力变压器故障诊断

针对电力变压器单一故障和多故障诊断问题,模拟生物免疫系统,提出一种两级分类器级联的诊断算法。采用遗传算法优化支持向量机核函数参数的电力变压器故障和正常状态初分类器,和以灰关联度度量抗体与抗原之间亲和力的灰色人工免疫算法,设计了动态疫苗机制的高频变异操作。根据不同的故障类型,训练生成最佳记忆抗体集。采用5近邻综合决策法,根据最佳记忆抗体集诊断电力变压器故障类型。实验表明,遗传支持向量机和动态疫苗机制的灰色人工免疫算法相结合的电力变压器故障诊断算法,对电力变压器单一故障和多故障都能够有效地分类,提高了电力变压器故障诊断的准确率和速度。     

基于参数优化的电力变压器故障诊断模型

针对当前电力变压器故障诊断效率低、误差大的难题,提出了基于参数优化的电力变压器故障诊断模型。首先提取电力变压器故障的特征,将其作为最小二乘支持向量机输入,电力变压器故障类型作为输出,然后采用最小二乘支持向量机对电力变压器的故障诊断样本进行学习,构建电力变压器故障识别的分类器,并引入混沌粒子群算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化,最后进行了电力变压器故障诊断的仿真对比测试。测试结果表明,本文模型可以准确辨识各种类型的电力变压器故障,获得较高正确率的变压器故障诊断结果,电力变压器故障诊断的速度,而且电力变压器故障诊断整体性能要优于当前其它电力变压器故障诊断模型。     

Application of Haar functions for transmission line and transformer differential protection

The development of algorithms, based on Haar functions, for extracting the desired frequency components from transient power-system relaying signals is presented. The applications of these algorithms to impedance detection in transmission line protection and to harmonic restraint in transformer differential protection are discussed. For transmission line protection, three modes of application of the Haar algorithms are described: a full-cycle window algorithm, an approximate full-cycle window algorithm, and a half-cycle window algorithm. For power transformer differential protection, the combined second and fifth harmonic magnitude of the differential current is compared with that of fundamental to arrive at a trip decision. The proposed line protection algorithms are evaluated, under different fault conditions, using realistic relaying signals obtained from transient analysis conducted on a model 400 kV, 3-phase system. The transformer differential protection algorithms are also evaluated using a variety of simulated inrush and internal fault signals.     

配电变压器雷击建模及雷电防护

配电变压器(简称配变)作为配网的重要组成部分,绝缘水平低,易遭受雷电过电压的侵害,其安全运行对配电网稳定性及可靠性具有十分重要的意义。采用散射参数测量法,测量配变散射参数并经数据处理获得配变的阻抗幅频特性,经电路拟合构建了适用于雷击情况的配变宽频模型,并经基于模拟退火法的粒子群算法对等效电路参数进行优化,实测结果表明配变实际输出响应与文中宽频模型仿真结果吻合度较高。基于该宽频模型分析了冲击电晕对配变过电压传播的影响以及配变防雷保护措施,结果表明冲击电晕显著减小配变过电压幅值,配变低压侧加装避雷器对其防雷作用明显。     

变压器绕组变形的频率响应分析法研究及实测中影响因素分析

介绍了频率响应分析法检测变压器绕组变形的原理,利用Matlab建立变压器绕组模型,仿真出变压器绕组的频响曲线,分析频率和谐振点的关系,给出了测试实例,同时分析了各种因素对变压器绕组变形试验的影响。对变压器绕组变形研究提供借鉴。     

Improved modelling of power transformer winding using bacterial swarming algorithm and frequency response analysis

The paper discusses an improved modelling of transformer windings based on bacterial swarming algorithm (BSA) and frequency response analysis (FRA). With the purpose to accurately identify transformer windings parameters a model-based identification approach is introduced using a well-known lumped parameter model. It includes search space estimation using analytical calculations, which is used for the subsequent model parameters identification with a novel BSA. The newly introduced BSA, being developed upon a bacterial foraging behavior, is described in detail. Simulations and discussions are presented to explore the potential of the proposed approach using simulated and experimentally measured FRA responses taken from two transformers. The BSA identification results are compared with those using genetic algorithm. It is shown that the proposed BSA delivers satisfactory parameter identification and improved modelling can be used for FRA results interpretation.     

基于电路-磁路耦合的感应型滤波换流变压器仿真与验证

感应型滤波换流变压器是一种利用变压器耦合绕组的安匝平衡作为滤波机理的变压器,为了研究其内部磁通链的耦合关系,建立电路-磁路模型很有必要。以绕组的连接方式为基础,建立了电路和电磁感应模型,以铁芯和绕组的空间几何结构为基础,考虑铁磁材料中的涡流效应,建立了磁路模型。铁芯的非线性磁阻用集总参数模型表示,并用微粒群优化(PSO)算法进行优化,最后以感应型滤波换流变压器的实际设计参数为依据,对感应型滤波换流变压器的滤波绕组接入滤波器前后的一次绕组电流和励磁电流进行了仿真对比。动模实验验证了所建模型的正确性与准确性。所建模型为感应型滤波换流变压器的阻抗设计提供了理论依据,并对正确分析感应型滤波换流变压器的运行性能具有重要意义。     

变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配研究

变压器作为电压的转换装置,在各种自动化、机械化设备中起到了关键作用。为此,为提高变压器性能,研究一种新的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配方法。该方法首先利用增大测量回路电阻法测量变压器信号源内阻值,然后利用史密斯图法计算传输线负载电阻,最后利用模拟退化智能算法实现变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配。经测试,结果表明:与两种传统阻抗匹配方法相比,所提方法的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配度达到最大,说明所提方法性能更为优越,有效提高了变压器的可靠性和稳定性。     

基于变压器Γ形等效电路的参数辨识方法

根据变压器的Γ型等效电路,提出一种由变压器消耗的无功进行等效电抗识别的思路,采用积分方式降低了对变压器高低压侧数据同步性的要求,并推导出算法有解的条件。最后采用仿真模型验证算法的有效性,并模拟了数据不同步对辨识精度的影响。对于对实时性要求较低,而精度要求较高的变压器状态监测场合,具有良好的应用前景。     

用于移动变电站的三相隔离变压器的降阶模型研究

三相隔离变压器是移动变电站的关键一次设备,为在实验室环境下快速模拟该变压器的输入/输出特性,应用Arnoldi算法建立了其降阶模型.根据电磁感应定律和安培定律,搭建了三相隔离变压器的高精度电磁等效电路,得到了输入电压、电流与磁通量变化率之间的定量关系.应用分块近似方法将变压器磁芯等效为多组环形回路,得到了铁芯的磁路等效...     

故障分量比率差动对变压器轻微故障检测的研究

章将故障分量的比率差动保护与传统比率差动保护在检测变压器内部轻微故障，如匝间短路、高阻接地短路动作灵敏度方面作了一些比较，用EMTP建立了变压器匝间短路和高阻接地的模型，并在模型的基础上进行了仿真验证，充分说明了故障分量比率差动保护在性能上的优越性。     

基于回归算法的变压器故障检测方法研究

为了克服变压器定期维护检查成本高、难度大,实现对变压器的故障检测,保证变压器长期处于正常的运行状态,提出了一种简单的在线监测算法。首先,对变压器热点温度模型进行了研究,并通过仿真验证了模型的准确性;其次,从理论上分析了变压器故障检测的回归算法,并利用变压器上的真实数据对此算法进行了仿真验证。仿真结果表明,该算法在变压器故障时所关注的几个参数有明显变化,而变压器负载缓慢变化或突然变化时这些参数基本保持不变,从而验证了所提出的算法能有效识别出变压器故障。     

Using correlation coefficients for locating partial discharge in power transformer

Most serious failure of power transformers is due to the insulation breakdown. Partial discharge (PD) that damages insulation by gradual erosion is major source of insulation failure. The effective ability of the wavelet packets analysis as a tool for disk-to-disk partial discharge faults detection and localization in transformer windings is shown in this paper. Techniques for locating a PD source are of the major importance in both the maintenance and repair of a transformer. One of the most well-known methods of PD localization in transformers is based on winding modeling and current of neutral point analysis. Since the impedance between PD location and neutral point of winding depends on the PD location in respect to neutral point, the frequency spectrum of neutral point current varies when the PD location changes. In the other word, the current components of neutral points vary according to the place where PD occurs. So in this paper, detailed model of transformer winding is modeled and the neutral point current is studied for locating PD. The used method is validated by the simulated model of transformer windings. This model produces a very acceptable current when compared to the experimental data. In this paper for locating partial discharge (PD) in transformer windings, a simulated model is developed for the transformer winding and the PD phenomenon mechanism. The impulse current test and wavelet packets transformation are used to locate PD. It is shown that the neutral current measurement of the transformer winding has useful information about PD location.     

基于路径时间差的变压器局部放电超声定位方法研究

通过仿真详细阐述了超声波信号在变压器内的传播特性与传播路径。结合仿真结果,建立了变压器的数值节点模型,研究了超声信号非直达波路径与直达波路径的寻路算法。将两条路径的时间差作为特征参量与实测波形的时间差进行比对,采用粒子群优化算法迭代得到放电源的位置。在35 kV实验变压器上进行了定位实验,验证了算法的准确性。     

自耦变压器在直流偏磁情况下的磁场仿真计算

建立了自耦变压器在直流偏磁情况下的仿真模型,对变压器铁心磁密随时间变化的特性进行了仿真分析与计算.     

基于FFT的变压器励磁涌流谐波含量计算方法研究*

变压器空载合闸或外部故障切除电压恢复的过程中,会产生幅值可达额定电流十数倍的励磁涌流。该涌流只经过变压器电源侧,必然流入主变差流回路,可能导致纵联差动保护误动。以湖南电网220 kV新一代智能变电站主变压器的实际参数进行研究,在Matlab/Simulink中建立励磁涌流仿真模型,对不同合闸初相角条件下变压器各相的涌流特性进行了仿真计算。利用快速傅里叶算法(Fast Fourier Transformation,FFT)对涌流电流的谐波含量进行计算。在此基础上对励磁涌流的产生机理、间断角等内容进行了研究和分析。研究结果表明,所述方法可对实际工程保护定值的合理性进行验证。