基于Matlab热路模型的变压器绕组温度场研究

通过Matlab仿真分析,建立变压器绕组热路模型,得到绕组的热点位置和温升范围,将一种聚四氟乙烯材料作底板的光纤Bragg光栅(FBG)传感器通过匝间的垫片安装于绕组的热点位置.通过光栅窄带滤波反射后,解调拟合出光波长,通过数学模型计算得到热点温度.采集数据显示,测得绕组热点温度在额定功率实测为71℃,仿真结果为71.8℃;1.3倍功率实测温度为73℃,仿真结果为73.6℃.通过对比,能够及时在线反映出绕组的热点温度,为变压器的安全运行提供重要的参考数据.     

基于FBG传感的电子式互感器温度场监测研究

基于光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,对电子式互感器内部温度从其工作时间为12h和24h两个时间段进行数据采集,并运用ANSYS仿真软件对内部采集的温度数据进行仿真分析,得出温度场分布云图,可知,电子式互感器上部沿着外壳边缘为温度最高处,中部两侧温度次之,下部温度最低,此时电子式互感器热点温度位于上部.随着电子式互感器工作时间延长,工作达到稳定状态,由于向外部环境散热,电子式互感器工作12h时整体温度比工作24h时高,两个时间段最热点温度分别为90.836,79.764℃.电子式互感器中部导体温度为电子式互感器整体最高.     

基于2D与3D匹配模型的变压器全损耗特征计算

变压器损耗分布和绕组形变、变压器热传递等因素有着密切联系,损耗计算是变压器绕组结构和绝缘配合设计的关键问题.随着变压器等级容量的不断提升,使用传统的经验公式或简单的数值计算方法进行损耗分析往往具有较大的偏差.依据有限元理论构建了一种基于2D与3D模型匹配的变压器损耗混合模型计算方法,在降低计算量的同时兼有计算的准确性.并以一台400 kVA的三相电力变压器为例,得到了变压器损耗分布规律:变压器内部固定夹件的杂散损耗主要分布于夹件的内侧面,并集中于靠近线圈的边缘,在油箱壁侧面、背面和底面损耗分布呈现抛物面形、"驼峰"形和"三峰值"形;高低压绕组损耗分布趋势与电流密度的分布基本吻合,整体绕组和导体内部损耗分布趋近于高压绕组之间的夹缝和绕组两端方向.     

基于TDMA算法的变压器绕组温度场分布研究

现阶段我国的输变电技术已经进入了飞速发展期,作为输变电关键设备的电力变压器的容量和等级也在不断提高,随之而来的变压器的损耗也不断增加,由于变压器内部温升过高而导致电力系统出现的故障率也逐年提升。设计了带红外视窗的油浸式变压器测试系统,通过多通道光纤温度传感器和红外测温技术相结合,实时测量变压器绕组的温度特征,利用耦合法(Coupling method, CM)和三对角矩阵算法(The tridiagonal matrix algorithm, TDMA)建立了电力变压器温度场的分布模型,该模型可以准确测量变压器绕组的热点温度和位置区域,从而可以预测变压器局部热点温度与运行状况,进而减少变压器事故的发生,提高电网的安全运行。     

电力变压器绕组热点温度软测量技术研究

电力变压器是发电系统中最重要的设备之一,变压器绕组热点温度是影响绕组绝缘寿命和变压器过载运行的主要原因;传统的热电类比模型忽略了变压器各器件之间的温度差及其在运行中可能出现的冷却系统运行方式的改变,实际应用中存在一定的误差;因此,在热电类比模型和IEEE导则推荐的热点温升模型基础之上,提出了一种软测量模型;该模型充分考虑了运行中不同的变压器实际操作情况的不同,添加了辅助变量(油黏度、冷却风扇运行个数等)对主导变量进行计算和优化;模型的有效性通过与某ONAN自然油循环冷却方式的变压器的实际温升数据对比得到了验证,其仿真结果相比于IEEE导则推荐的热点温升模型,具有更加精确的预测能力和更高的暂态过程准确性。     

矿用隔爆型干式变压器绕组局部放电对温升的影响

为了分析矿用隔爆型干式变压器绕组绝缘层中的气隙或杂质等缺陷对绕组温升的影响,以一台连续式绕组1 000kVA/10kV矿用干式变压器作为研究对象,介绍了矿用干式变压器绕组匝间及层间绝缘结构;借助红外摄像仪对不同放电类型和不同老化温度下试样的温升特性曲线进行类比分析,得出以Nomex绝缘纸为绝缘层的干式变压器匝间放电及层间放电与温度之间的关系;运用传热学原理并结合绝缘材料特性进行数值计算及分析,得出矿用干式变压器匝间放电对绕组发热过程的影响,为变压器内部热点温度的定位及局部放电点的准确定位提供了理论依据。     

500 kV高压电网中变压器绕组变形检测方法研究

由于绕组的运行模态受多种因素影响,直接根据运行模态方程式检测绕组变形情况的准确性较低,为此,提出500 kV高压电网中变压器绕组变形检测方法研究。根据绕组电流构成包含非周期分量和部分谐波分量,将绕组的运行模态方程转化为标准的最小二乘形式,通过模态输出结果与变压器高、低压侧端口的电压理论值之间的关系辨识变压器绕组稳态。利用变形影响绕组运行参数,锁定采样值差动保护动作下的绕组漏感参数值,通过计算对应的励磁涌流强度与空载合闸临界状态下励磁涌流强度之间的关系,实现对变压器绕组变形情况的识别。测试结果表明,设计方法可以实现对不同程度变压器绕组线饼幅向变形和线饼间隙变形情况的准确检出。     

变压器漏磁热损的光纤Bragg光栅检测与温升特性分析

变压器的漏磁场强度随着变压器容量的增大而增大,漏磁场强度越大在变压器各结构中引起的漏磁损耗越大,导致变压器运行效率低下,进而影响变压器的正常运行。对35 kV变压器进行试验,将漏磁产生最大处的温度与油箱产生顶端处的温度进行了对比,试验得出当开风机时该处与油箱顶端处的最高温度差为8.7℃、当负荷降至1倍功率时温差为2.9℃,它们的实时温度曲线图与变压器的运行一致,产生了局部温升的现象。通过光纤Bragg光栅（ FBG）检测温度的变化反映变压器漏磁的情况,从而实现了对变压器漏磁的实时在线监测。     

110kV电力变压器绕组模态研究

变压器绕组等效的机械结构体,一旦发生改变,其模态将发生相应变化,此时对其振动信号进行频率响应分析,即可检测绕组轻微变形.对变压器绕组进行模态分析:利用ANSYS对绕组进行幅向建模分析,分别得到了绕组故障与正常情况下频响曲线的变化规律.开展真实110 kV变压器模态实验,并与ANSYS仿真结果对比,进一步验证了仿真结果的正确性,同时,为下一步研制振动检测系统奠定了基础.     

基于ANSYS Workbench的变压器铁芯—绕组振动仿真

为实现对变压器工作状态的实时监测,及时排除故障,需要对变压器铁芯—绕组进行振动仿真,根据振动情况确定最优测点.利用有限元分析法对S13—12500/35型油浸式电力变压器,在夹紧和松动2种状态下,铁芯—绕组的模态特征进行仿真分析,对比夹紧状态下铁芯—绕组振动的幅频特征.仿真结果表明:铁芯—绕组振动最强的位置主要分布在上夹件的中部和下表面左右两侧的4个端角、上铁轭的中部及三相绕组的上部;在正常预紧力下的主要响应频带在300 Hz以上,振幅频谱能量主要集中在100,300~350 Hz附近.本文为变压器振动情况的测点选择和阈值设定提供了理论依据.     

变压器数字实时仿真及在电力系统中的应用

提出了一个三相、双绕组,Y0/Δ-11变压器的实时仿真模型,给出了合适的数字积分方法,并将该变压器应用于高压远距离单回输电系统中,对空载合闸涌流的电磁暂态过程进行了仿真。仿真实例在PC机系统上的运行结果表明,所提出的模型和选用的数字积分方法是正确的,并且能实时实现。     

表征绕组特征的参数与绕组变形关系的仿真

为了提升变压器绕组变形判别精度,研究了表征绕组特征的参数与绕组变形关系的仿真方法.利用有限元方法建立表征绕组特征的参数与绕组变形关系的双绕组、同芯式变压器漏磁场模型,通过二维泊松方程混合边值的有限元解分析变压器绕组漏磁场,利用最小二乘算法基于所建立变压器漏磁场模型辨识可表征绕组特征的漏电感参数,通过所获取漏电感值与实际...     

JADE盲源分离算法在变压器振动信号监测中的应用

铁芯和绕组是变压器振动产生的主要振源,监测铁芯和绕组的振动信号可以对变压器运行状态进行预测和诊断.选择了S13-12500/35型油浸式无励磁调压电力变压器,将2只光纤Bragg光栅振动传感器布设于变压器内部,直接采集变压器负载运行下的振动信号.通过JADE算法将2组负载信号分离,发现:一组信号能量主要集中在100 Hz处,与铁心振动信号频谱特征较为接近;另一组信号在各频率上均有分布,与绕组振动信号频谱特征较为接近.     

Determination of OD cooling system parameters based on thermal modeling of power transformer winding

Power transformers are the main and one of the most expensive parts of electrical networks. Optimum design of power transformers and their cooling system requires the precise calculation of losses, hot spot temperature and position. In this paper, thermal behavior of winding in power transformers and its insulation system have been modeled and parameters affecting the transformer cooling have been determined. This study is based on the thermal modeling of disk winding. Using software programs, several cooling schemes have been simulated and the results show the effect of different geometrical parameters on cooling of the transformer winding. The exact position of hot spot and the heat loss of a model transformer has been obtained and compared with the results provided by the manufacturer. It is shown that inclusion of eddy current losses improves the prediction of the hot spot position, while ignoring this loss could lead to inaccurate prediction of the hot spot position and temperature.     

基于电压曲线聚类分析的低压用户相序自动识别

针对低压用户相序识别困难、成本高问题,提出了一种基于电压曲线聚类分析的低压用户相序识别方法。首先采用皮尔逊相关系数度量不同用户智能电表电压曲线之间的波动相似性;接着基于电压曲线相似性分布的密度信息选择初始聚类中心对象;然后采用K-medoids算法将智能电表电压曲线波动相似的台区用户聚类为3个不同用户组,进而识别低压台区用户相序。该方法在某电网公司进行了应用验证,在变压器三相不平衡严重台区开展用户相序识别,然后根据不同相序用户负载情况进行负荷再分配,从而降低该台区变压器三相负载不平衡度,取得了良好的效果。#$NL关键词：相序识别;三相不平衡;皮尔逊相关系数;密度信息;K-medoids算法     

一起500kV GIS接地刀闸操作机构轴销断裂原因分析及处理

绕组直流电阻测量是变压器试验中的一个主要试验项目,对于出线端与GIS直接相连的大型变压器,通过测量变压器绕组直流电阻,可以检查出与变压器连接的导电回路有无接触不良、焊接不良及线圈故障等缺陷。由于测量高压绕组直流电阻时需拆除变压器出线端与GIS的连接,工作量大且有风险,因此例行的年度预防性试验中,测量变压器高压侧绕组直流电阻时将高压端GIS刀闸拉开,接地刀闸合上,断开其外部的接地连片,在接地刀闸引出端和中性点之间进行绕组直流电阻测量。在进行某电站500kV #4B变压器高压绕组直流电阻测量过程中,发现了一起500kV GIS接地刀闸内部传动机构轴销断裂缺陷,本文对缺陷的发现过程、检查情况、缺陷原因、处理情况进行了综合描述,并对后续GIS运维提出了相应的建议。     

Commutation Torque Ripple Suppression in Three Phase Brushless DC Motor Using Open-end Winding

Three phase brushless DC motor has the characteristics of high power density, simple structure and excellent speed regulation performance, which is widely used in the field of electric drive. Open-end winding brushless DC motor has no neutral point, and each phase winding is electrically isolated, which can realize the independent control of each phase winding. Compared with Y-connected brushless DC motor, the open-end winding brushless DC motor has a wider range of speed regulation under the same voltage, and has certain fault-tolerant performance, which is suitable for the application of low voltage and large current. Compared with the multiphase fault-tolerant motor, open-end winding brushless DC motor has simpler structure and higher winding utilization rate. However, the open-end winding brushless DC motor still has torque ripple, among which the cogging torque is related to the motor body structure, while commutation torque ripple is affected by the mutual inductance of the winding and the current freewheeling loop. The commutation process of the open-winding brushless DC motor is analyzed, and it is concluded that the current change rates of the turn-off phase and turn-on phase are equal under the ideal back electromotive force(back-EMF), which can ensure that the non-commutation phase current and the electromagnetic torque kept constant. The overlapping commutation with phase current closed-loop method is proposed to suppress the commutation torque ripple of open-end winding BLDC motor, and the applied voltage on turn-off phase and delayed time of turn-off phase in overlapping commutation are derived, the sliding mode observer is used to calculate the electromagnetic torque. MATLAB simulation and experimental results verify the effectiveness of this method.

     

全CMOS温度补偿的参考电压电流源

提出了一种新型全CMOS温度补偿的参考电压和参考电流源结构,基于迁移率与阈值电压相互补偿的机制,产生一个与温度无关的电流参考源,再使输出电流流入一个与温度无关的有源负载,从而得到一个与温度无关的电压参考源。在-50℃-150℃的宽温度范围内,获得的参考电压源的温度系数为7.2ppm/℃,参考电流源的温度系数为22.7ppm/℃。     

基于RC充电时间过零点不变性的高精度高稳定振荡器

设计了RC充电时间过零点不变性振荡器,该振荡器提供对电压和温度不敏感的高精度高稳定性时钟信号。分析并推导了RC充电过程中过零电压的时间不随电源电压变化的特性,采用温度补偿技术最大限度地保证了RC充电过程中过零电压的时间不随温度变化。基于180 nm工艺实现了该振荡器,仿真结果表明,该振荡器可以稳定输出2 MHz,电压从2.5 V～5.5 V的频率波动小于1%,温度从-40℃～125℃的频率波动小于1%,PVT条件下的最大电流不超过150μA。