实际工况下机车牵引变压器铁心损耗模型建立与验证

为实现电力机车牵引变压器的精细化设计,降低产品设计中的冗余量,提高产品的效率减小体积,需要准确预估机车牵引变压器在实际工况下的损耗特性。本文首先模拟牵引变压器实际工作状态,对谐波交变磁化下牵引变压器用电工材料电磁特性的模拟展开研究工作。通过测量牵引变压器实际工作时的电磁特性曲线,分析铁心材料的电磁特性。然后通过对磁化角度和谐波次数的非线性关系研究,建立基于损耗模型系数的磁化角度变系数方程,提出谐波损耗非线性修正系数,进而提高机车牵引变压器损耗模型计算精度。     

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...     

电力变压器偏磁试验电源研制

分析了电力变压器磁化产生的原因、现象和危害,阐述了对变压器在带电状态下的磁化现象进行研究的必要性:提出一种新的测试电路连接方式,试验电源可避免直接承受高压,同时能向变压器注入连续可调的直流电流:通过分析磁化后励磁电流和磁通的关系,说明磁化现象产生的原因;通过建立等效电路,并结合磁化电流谐波组成,分析了回路中的电流成分,...     

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.     

变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析

针对近年来变压器空充试验时,电流的二次谐波含量低于保护整定值导致差动保护误动作的问题,首先利用2条不同斜率的直线对变压器磁化特性曲线进行拟合,推导出不同空充电压下励磁涌流二次谐波含量的表达式,进而基于有限元分析软件搭建并验证了一台14 kVA单相变压器以及一台325 MVA三相变压器的仿真模型,然后对验证过的模型进行了变压器空充仿真。研究表明：在考虑铁芯磁化曲线起始部分存在非线性特征的情况下,空充电压小于临界电压时,励磁涌流中含有少量二次谐波;空充电压等于临界电压时,励磁涌流二次谐波含量达到峰值;随着空充电压等级的提高,励磁涌流二次谐波含量呈现先增后减的趋势。     

变压器和应涌流产生负序二次谐波的仿真分析

变压器空载合闸会导致与其串联或者并联的变压器产生和应涌流,发生涌流的两个变压器和电流表现出与典型涌流不同的特性,其中谐波特性也发生变化。在交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波耦合到直流侧会引起直流保护误动,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。本文基于工程实际变压器铁心磁化特性曲线参数,利用电磁暂态仿真软件PSCAD对变压器和应涌流进行仿真分析,仿真分析了单台变压器涌流的二次谐波特性及和应涌流和电流中的二次谐波特性,得到了单台变压器涌流中二次谐波电流以正序为主,和应涌流和电流中反而会出现较为明显的以负序为主的二次谐波电流的结论,这将为分析负序二次谐波对直流保护影响的工程实际问题提供分析依据。     

定点谐波平衡有限元法与叠片铁心直流偏磁磁化特性研究

直流偏磁磁化曲线的非对称性导致传统谐波平衡有限元法中磁阻率的不连续.定点技术基于B-H-M的磁场本构关系,将磁场强度分为线性和非线性两部分,克服了磁阻率不连续的问题.将定点技术引入到谐波平衡有限元法中,基于直流偏磁磁化曲线计算励磁电流和叠片铁心内的磁场.通过适当选择定点磁阻率的值,加快谐波解的迭代收敛速度.基于直流偏磁磁化曲线和无偏磁磁化曲线对变压器叠片铁心模型进行有限元分析,计算结果表明,直流偏磁引起的铁磁材料磁化特性的改变会对励磁电流、磁场等产生影响.     

一种简便的直流偏磁仿真方法研究

采用磁化曲线比较方法,对变压器偏磁特性进行了仿真研究。对直流偏磁下的变压器励磁电流特性进行了分析,在不同工况下计算分析了励磁电流及相应谐波含量值,提出了直流偏磁对继电保护的影响。     

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。     

直流偏磁条件下变压器的建模及励磁特性研究

为研究偏磁现象对变压器的影响,提出了一种直流偏磁条件下的变压器建模方法,该方法首先基于JA磁化理论建立铁芯的动态磁化曲线,然后从变压器电磁关系出发,利用统一电磁等值电路UMEC模型推导出自感和互感构成的变压器方程,两者结合建立了适用于直流偏磁工况下的变压器仿真模型。利用该模型分析了不同直流偏磁情况下,变压器空载时的铁芯磁化特性、励磁电流及各次谐波变化。结果表明,该模型能够反映直流偏磁时变压器铁芯的磁滞特性和磁导的非线性,较为精确地仿真出铁芯饱和情况及励磁电流幅值和波形畸变情况,为研究变压器偏磁时的励磁特性提供了有效的手段。     

阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器

针对高压交流电力系统,提出一种基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器新原理。通过电力电子变换器的控制,使得并联变压器呈现可控的阻抗。它始终对谐波呈现近似为零的低阻抗,从而输导系统中的谐波电流,流入并联变压器支路;同时对基波呈现连续无级可调的电抗,与无源电力滤波器相结合,实时补偿系统的无功功率。为满足有源电力滤波器大容量的工程需要,并联变压器采用二次侧多补偿绕组的结构。提出一种适合该滤波原理的指令电流运算方法。仿真结果表明此滤波新方案具有良好的谐波抑制和无功功率补偿的性能。     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。     

新型换流变压器在地铁供电中的应用

针对城轨交通供电系统的传统换流站产生的谐波和无功功率由变压器绕组注入交流网侧,既增大变压器制造成本,又产生噪音问题,提出了一种具有内部三角形绕组的自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器,它将传统无功补偿装置移至绕组内部且公共绕组的等效短路阻抗为零阻抗设计,使二次侧各种谐波源无法进入高压网络,有效抑制了供电系统中的谐波成分,从而具备自耦补偿和谐波屏蔽功能。对比传统的轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器,分析新型换流变压器的谐波电流后计算出了变压器网侧电流特征谐波。新型换流变压器可以进一步减小网侧特征谐波,且解决了传统的轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器副边匝比问题。     

电网谐波的影响及治理

分析了电网谐波产生的原因,介绍了电网谐波对电动机、变压器、电容器、通信线路、家用电器及电能计量的影响.给出了治理谐波的主要方法,并指出发展混合式有源电力滤波器是当前电网谐波治理的趋势.     

有源电力滤波器对变压器谐波源补偿特性的研究

提出了变压器谐波源模型,推导出了在该模型下谐波源阻抗的计算公式,并对并联、串联有源电力滤波器对变压器谐波源的补偿特性进行了研究.     

配电网谐波潮流计算

中低压配电网谐波潮流计算问题,适宜采用三相分析方法。系统分析了国标GB／T14549—93、GB／Z17625．4—2000对谐波限值以及谐波叠加方法的规定。对中低压配电网中的电气元件如变压器、传输线、负荷等构建了三相谐波模型,并提出了配网谐波潮流计算的步骤和方法。     

一种实用的串并联混合有源电力滤波器

设计了一种实用的串并联混合有源电力滤波器,分析了其结构、工作原理和滤波性能。在该滤波器中,串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动对基波呈低阻抗、对谐波呈高阻抗,从而实时检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降、实现滤波;逆变器可产生一个与检测到的谐波电压成正比的电压。通过将耦合变压器与无源电力滤波器串联后并入电网,减少了流入系统的谐波电流。实验结果验证了该滤波器设计原理的正确性,表明其能有效降低滤波器有源部分的容量,具有良好的滤波性能。     

新型换流变压器在矿山直流供电系统中的应用

大功率晶闸管直流供电绞车的矿井中,谐波常引发事故,并使整流装置的功率因数降低,抑制谐波、提高功率因数成为整流装置的首要任务。新型整流变压器在传统的变压器绕组结构上新增了第3绕组,其输出端接有的滤波器绕组利用安匝平衡原理可以起到无功补偿和谐波屏蔽作用,它代替传统的整流变压器在整流电源系统中的应用,不仅为无功补偿和谐波屏蔽提供了新的手段,并可降低换流变压器的绝缘设计难度和设计容量,有利于变压器的安全稳定运行和延长使用寿命,具有较好的经济效益。     

基于感应滤波的大功率整流系统原理分析及综合节能设计

针对现有大功率工业晶闸管整流系统谐波污染严重和损耗大的现状,提出了一种基于感应滤波的新型绿色节能直流供电系统。该直流系统以新型整流变压器为核心,通过滤波绕组及外接LC全调谐支路构成谐波抑制回路,实现就近的谐波抑制和无功功率补偿。不同于传统的无源和有源滤波技术,该滤波方案能大大降低变压器铁心的谐波磁通,具有良好的滤波和节能效果。本文在滤波原理分析的基础上,从综合节能的角度,在系统及其关键部件的节能设计、谐波就近抑制节能以及无功功率就近补偿节能三个方面对新型直流供电系统的节能进行综合设计和分析。工程实例证明了其具有良好的谐波抑制和节能效果。     

一种新型的并联混合型有源电力滤波器

提出一种新型的基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器。通过对带气隙的线性变压器的电压方程分析得知，当变压器二次侧注入的补偿电流和一次侧的电流满足一定的补偿条件时，变压器对谐波电流呈现近似为零的低阻抗，对基波电流呈现连续无极可调的电抗。从而不仅能够有效地抑制谐波，与无源电力滤波器相结合，还能够实时补偿无功功率。针对该原理提出一种新型的指令电流运算方法。此新原理在高压交流电力系统柔性输电装置中将有着广阔的应用前景。实验结果证明此有源电力滤波器新原理的正确性。