基于极性变化直流电压源的铁磁元件铁心剩磁通测量方法

剩磁通可能给变压器带来较大的励磁涌流,影响测量互感器的测量精度。然而目前对于变压器的铁心剩磁通测量还没有规范的方法。为了便捷地测量铁心剩磁通,提出一种采用极性变化的直流电压源来测量铁磁元件铁心剩磁通和剩磁系数的方法。该方法采用半桥电路获得极性变化的直流电压,并施加在绕组两端,使铁心分别达到正、负饱和点。绘制整个过程中的磁通与电流关系曲线,即可得到铁心的部分饱和磁滞回线,根据获得的饱和磁滞回线来计算铁心剩磁通和剩磁系数。并且在电流互感器上开展实验,测得在正、负饱和剩磁点和退磁后的磁通零点的剩磁通平均值分别为4.001m Wb、-3.844m Wb和0.048m Wb。结果表明,该方法具有较高的准确性和稳定性,而且需要的退磁电源功率小,方便携带。     

电力变压器铁心剩磁的测量与削弱方法

大型电力变压器在各种检测以及运行之后,由于其铁心结构的封闭性以及铁磁材料固有的磁滞现象,会在铁心中留有剩磁。剩磁的存在将加速电力变压器铁心的磁化饱和,产生励磁涌流。本文提出一种新的剩磁测量方法,通过分析剩磁产生的原理,对已知电力变压器进行电磁暂态仿真分析建立剩磁-电流的关系式。选取环形变压器铁心搭建实验检测电路,处理实验得到暂态测量电流信号,并将结果代入已建立的剩磁-电流关系式中,得到电力变压器铁心中的剩磁。在已知剩磁的基础上研究已有的去磁方法,选取直流法削弱剩磁,根据测量得到的剩磁进行去磁电流设定。通过消磁前后的测量电流波形对比说明能够有效地削弱剩磁,达到减小涌流的目的,验证了去磁方法的有效性。     

变压器铁心剩磁估量

实现同步关合技术的关键是有效预估变压器分闸后铁心中的剩磁,提出了一种变压器铁心剩磁估量方法,依据变压器空载合闸后在变压器一次侧检测到的电压电流数据和空载合闸角,寻找变压器的铁心饱和时刻,估量变压器分闸后铁心中的剩磁。通过实验室物理模型就变压器空载合闸进行了数百次实验,依据变压器铁心饱和后的电压电流数据和空载合闸角对变压器铁心剩磁给予了估量。基于变压器铁心剩磁估量的结果,获取了变压器分闸角与变压器铁心剩磁的关系特性。     

核电厂主变压器空载合闸励磁涌流控制的分析

针对国内某核电站主变压器充电失败的案例,该文从变压器励磁涌流的产生机理和其性质出发,分析了变压器励磁涌流的特点、危害和几种变压器励磁涌流的抑制方法。由于变压器的剩磁大小及极性与变压器分闸时的电压角度相关,而偏磁的大小及极性与变压器合闸时的电压角相关,所以只要记录分闸时电压角度,控制下次合闸时电压角度使得偏磁与剩磁的极性相反,即偏磁和剩磁起到抵消作用,合成磁通小于饱和磁通,则涌流被抑制。这种基于偏磁和剩磁互克的原理控制三相开关合闸时间方法具有较好的应用前景。另外,本文针对磁涌流抑制器提出核电站抑制变压器励磁涌流的电气二次设计方案。     

电力变压器铁心剩磁检测方法研究

分析了电力变压器铁心产生剩磁的原因及其危害。通过对变压器有剩磁和无剩磁两种情况下的对比分析,指出励磁电流的偶次谐波是剩磁存在的标志,并提出通过对励磁电流偶次谐波的测量来判断变压器有无剩磁的检测方法。现场试验和EMTP软件仿真验证了检测方法的可行性。     

电力变压器铁心剩磁检测方法研究

分析了电力变压器铁芯产生剩磁的原因及其特点。通过对变压器有剩磁和无剩磁两种情况对比分析,指出励磁电流的偶次谐波是剩磁存在的标志。并提出通过对励磁电流偶次谐波的测量来判断变压器有无剩磁的检测方法,现场试验和EMTP软件仿真验证了该检测方法的可行性。     

换流变压器交流消磁及验证装置的研究

为解决传统交流消磁设备存在消磁时间长及所需电压高的问题,在分析换流变压器剩磁产生及传统消磁原理的基础上,基于改进的交流消磁法,采用SPWM波来控制消磁电压的频率,实现精确调节消磁电流的目的。研制了换流变压器消磁装置,搭建试验回路进行消磁测量,通过测量环形铁芯的励磁电流,验证消磁装置的消磁效果。试验结果表明,对换流变压器铁芯加载正弦激励电压后,励磁涌流明显降低,体现了消磁装置的有效性,为电力换流变压器中的剩磁研究提供一种新的测量及消磁方法。     

变压器环形铁芯建模和剩磁测量

大型电力变压器进行空载合闸操作时,铁芯中的剩磁可能会引起励磁涌流,导致变压器无法正常投入运行。文章介绍了一种新的分析和测量剩磁的方法,该方法是在外加正反向直流电压激励的基础上实现的。通过分析剩磁产生的原理,建立了基于Jiles-Atherton磁滞理论模型的变压器环形铁芯仿真模型。在环形铁芯绕组上先后施加大小相等方向相反的直流电压,可以得到两个不同的响应电流,结合场路暂态分析,可以判断剩磁的方向,并且找到响应电流和剩磁之间的关系。该方法可以在对变压器铁芯中原有剩磁影响不大的情况下准确测量剩磁的大小和方向。通过自主搭建的实验平台对环形铁芯中的剩磁进行了测量,验证了仿真结果的合理性。     

基于频响法的电力变压器剩磁检测技术研究

特高压交直流互联大电网是未来电网的发展方向,当换流站附近的大容量变压器带剩磁投入时,会出现较大励磁涌流,可能造成交直流电网故障。在长线路弱联系电网中,投带剩磁变压器产生的励磁涌流及和应涌流,会导致变压器差动保护误动和长时间的谐波电压,是电网安全稳定性的重要隐患。因此有必要对电力变压器剩磁的产生机理进行分析,探索剩磁检测方法,消除剩磁对电网的影响。对变压器进行去磁后,基于绕组的频率响应开展剩磁检测方法研究。研究结果表明,通过对一定扫频范围的频率响应进行对比,能准确地判断出变压器是否含有剩磁及剩磁含量的大小。     

基于变压器动态非线性模型励磁涌流的研究

基于变压器铁芯拓扑结构建立了电路方程和磁路方程并进行了深入分析,然后将电路方程和磁路方程结合起来,利用Jiles-Atherton铁磁磁滞原理模拟变压器铁芯磁滞特性曲线,建立了计及剩磁的变压器非线性模型。基于所建立的变压器模型研究了在不同剩磁不同合闸角情况下变压器空载合闸的励磁涌流,结果显示了剩磁和合闸角对磁滞曲线和励磁涌流都有很大的影响,磁滞曲线的畸变程度则决定了励磁涌流的大小。     

电流互感器铁心剩磁测量方法研究

剩磁是影响电流互感器传变特性的重要因素,剩磁测量对于电流互感器的应用有着重要的意义。为了有效地测量电流互感器铁心剩磁及相关系数,提出了一种利用交流电压源进行剩磁测量的方法。剩磁测量过程使用交流对电流互感器进行充磁,使其达到深度饱和状态。记录电流互感器感应电压,绘制铁心磁通变化曲线,计算电流互感器剩磁及剩磁系数。试验结果表明测得电流互感器剩磁及剩磁系数与理论分析一致,该方法可以准确地测量电流互感器剩磁。     

考虑CVT输出特性的换流变剩磁测算方法

特高压换流变空载合闸时,其剩磁会改变铁心磁通的大小和方向,极易造成严重的励磁涌流,导致换流变无法正常投入运行。针对换流变剩磁测算,分析电容式电压互感器(CVT)输出数据存在误差是由系统频率变化引起的,根据误差式进行校正并基于电压积分法给出考虑CVT输出特性的换流变剩磁测算方法。在PSCAD/EMTDC中搭建相关仿真模型,对Y、D桥换流变的电压正向、负向峰值处分别进行分闸实验,并根据所提测算方法确定换流变剩磁。利用校正前、校正后以及监测的换流变剩磁完成选相合闸对比实验,实验结果表明所提方法能够有效测算换流变剩磁,为励磁涌流抑制手段提供参考依据。     

分段比率制动的电流差动保护

通过对一起高压输电线光纤电流差动保护误动事故的分析,论述了在故障暂态过程中,非周期分量电流将使电流互感器铁心中的磁通显著增大,并形成大量剩磁。铁心剩磁的存在使电流互感器在 B-H曲线上的起始工作点发生变化,加重了饱和程度和缩短进入饱和时间,这是差动保护误动的重要原因。经过分析电流互感器误差和比率制动系数的关系,指出不考虑暂态剩磁的影响,仅依据制动电流的大小对差动保护特性进行分段,或者盲目地提高制动系数都是不完善的,以铁心磁感应强度的大小为依据进行比率制动特性的分段是克服电流互感器饱和、提高保护灵敏度和可靠性的更合理的方式。最后给出了一种工程实用解决方案。     

基于可变合闸角的变压器励磁涌流抑制方法

变压器空载合闸励磁涌流可能引发电网安全问题,采用固定峰值选相合闸抑制励磁涌流的技术尚有提升空间。提出一种基于可变合闸角的励磁涌流抑制方法及控制策略,采用主变压器高压侧或低压侧的电压互感器测算剩磁,并根据剩磁情况调整目标合闸角,阐明了影响剩磁的关键因素及目标合闸角优选原则。试制了装置样机并通过动模仿真及开关带电试验验证了该方法的有效性,为工程实用化提供参考。     

基于可变合闸角的变压器励磁涌流抑制方法

变压器空载合闸励磁涌流可能引发电网安全问题,采用固定峰值选相合闸抑制励磁涌流的技术尚有提升空间。提出一种基于可变合闸角的励磁涌流抑制方法及控制策略,采用主变压器高压侧或低压侧的电压互感器测算剩磁,并根据剩磁情况调整目标合闸角,阐明了影响剩磁的关键因素及目标合闸角优选原则。试制了装置样机并通过动模仿真及开关带电试验验证了该方法的有效性,为工程实用化提供参考。     

基于规化求解法的电流互感器仿真

电流互感器饱和问题一直是影响保护正确动作的关键问题,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,分析二次电流波形。选用一种拟合直流磁化曲线的数学函数,运用规化求解的方法建立电流互感器的仿真模型,并据此比较不同性质的二次负荷、剩磁和磁滞效应对电流互感器传变的影响,分析这些传变对继电保护的危害。所提出的规化求解法方便地解决了铁磁非线性仿真问题。     

计及剩磁的空载变压器选相合闸研究

随机合闸空载变压器产生的励磁涌流容易引起电力变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大以及电能质量降低等问题。采用选相合闸技术来抑制空载变压器励磁涌流。实现空载变压器选相合闸的关键是有效预估变压器切除后铁芯中的剩磁。在分析选相合闸空载变压器原理的基础上,提出基于数值积分的铁芯剩磁测量方法。采用PSCAD/EMTDC软件对变压器空载合闸进行了仿真,仿真结果验证了选相合闸技术的有效性。搭建空载变压器选相投切试验平台,进行了空载变压器随机合闸、选相合闸试验。试验结果表明:与随机合闸相比,计及剩磁的空载变压器选相合闸能够有效地抑制励磁涌流,同时验证了剩磁测量方法的有效性。最后,针对三相联动断路器提出了相适应的空载变压器选相合闸策略,仿真结果验证了其有效性。     

Standardization of Benchmarks for Protective Device Time-Current Curves

The history of time-current curves and the development of time-current curve techniques and practices leading up to the present day standards are reviewed. A format is suggested for the calculation and illustration of benchmarks on time-current curves. The discussion will encompass medium-and low-voltage coordination benchmarks as well as the identification of time-current curve elements. A brief discussion of time-current curve production using computer graphic techniques is also included.