超导储能功率脉冲电源中脉冲变压器的研制

利用脉冲变压器模式的超导储能功率脉冲电源能有效地提升输出电流,针对这种模式,笔者重点介绍了降压升流型脉冲变压器的一种设计方法.文中先建立了脉冲变压器的等效电路模型,给出了脉冲变压器的技术要求和结构参数设计.通过理论分析和参数计算研制了一台脉冲变压器,对研制好的脉冲变压器进行仿真和实验测试,结果表明:实验输出波形与仿真波...     

一种水介质脉冲形成线充电用Tesla变压器

为了给水介质脉冲形成线快速、高效地充电,研制了一种耦合系数为0.75的Tesla脉冲变压器。推导了开放磁芯结构Tesla变压器的初级和次级电感计算公式;根据研制的变压器几何尺寸,对该变压器的主要参数进行了理论计算并用PSpice软件对变压器给脉冲形成线充电过程进行了模拟计算。该脉冲变压器已应用于基于水介质螺旋脉冲形成线的脉冲调制器中,当变压器的初级输入50kV的脉冲电压时,次级输出脉冲电压给水介质螺旋脉冲形成线充电电压高达720kV,变压器能量效率为36%。理论和模拟结果与实验测量值基本一致,该脉冲变压器具有运行稳定、体积小、结构紧凑等特点。     

紧凑型重复频率高压脉冲变压器研制

紧凑型脉冲变压器将脉冲变压器与脉冲形成线(PFL)紧密结合在一起形成了脉冲产生和成形一体化结构,实现了其结构的紧凑性,在性能上具有许多优点,是一个研究的重点。为此介绍了一种紧凑型脉冲变压器的基本原理,阐述了采用该技术的高压脉冲发生器的基本设计思想及设计中的关键技术,并用Pspice软件对PFL的充电电压波形及负载电压波形进行了模拟,模拟结果表明在设计的参数下可以实现脉冲变压器充电1.7MV。在理论分析的基础上研制了一台紧凑型重复频率高压脉冲变压器。测试结果表明:此变压器对形成线单次充电达到1.75MV,重复频率100Hz时脉冲变压器能够在1.65MV下稳定运行。     

直线脉冲变压器技术回顾与展望

直线脉冲变压器是近年来发展最迅速的高功率脉冲驱动源.介绍了快放电直线脉冲变压器的应用前景、工作原理,回顾了直线脉冲变压器的技术发展历程,分析了不同时期的结构特点,阐述了开关、触发系统、磁芯等关键技术研究现状和今后研究重点.最后总结了直线脉冲变压器发展动向及可能涉及的相关技术.     

毫微秒脉冲法用于变压器绕组变形研究初探

变压器绕组变形是变压器的常见故障,为提高变压器绕组变形检测的灵敏度,对毫微秒脉冲检测法进行了研究。着重对毫微秒脉冲参数的选择进行了探讨,通过仿真计算选择了波前5ns30%,脉冲宽度为50ns30%的脉冲作为脉冲信号。利用毫微秒脉冲法对试验变压器进行了绕组变形检测,试验结果证实该方法能较好反应出绕组变形,同时,在0～80MHz范围内试验结果的重复性较好。     

多脉冲多重星三角串联变压器谐波分析

文章介绍了一种新的改善波形的变压器联接方法。该法特点是变压器采用常规双绕组三铁心柱式三相变压器，联接方式为多脉冲多重星三角串联。采用该联接方式调整三相脉冲参数，如脉冲宽、脉冲中心线间距、多重变压器之间脉冲相位差，即可得到较为理想的正弦电压波形，达到多重曲折变压器联接的效果。     

铁心式脉冲变压器的谐振充电特性

基于脉冲变压器的陡脉冲发生器是神光III能源模块主放电开关的触发方案之一。该类型触发器利用脉冲变压器对高压电容谐振充电,并通过陡化开关输出陡脉冲触发气体开关。分析杂散电阻和激磁电感对谐振充电变比和效率的影响,理论推导了环形铁心脉冲变压器的铁心体积最小值,并在实际工程中验证。设计了带载电容为1.08 nF,输出电压峰值为130 kV,绕组变比为65的干式铁心式脉冲变压器。研制了基于脉冲变压器谐振充电的气体开关触发器,其输出脉冲峰值大于120 kV,上升时间小于30 ns,能够稳定可靠地触发两电极气体开关。     

变压器油基础油组成、添加剂配方对脉冲击穿电压的影响

通过对变压器油基础油组成、添加剂配方对脉冲击穿电压影响的研究,发现变压器油添加剂配方对脉冲击穿电压影响不大,变压器油脉冲击穿电压主要与基础油组成有关,变压器油基础油组成中芳烃含量越高,脉冲击穿电压越小。     

连续脉冲电源用超导脉冲变压器设计与试验研究

将超导电感储能用于脉冲电源,可以减少充电过程中的电阻损耗,降低对初级充电电源的功率要求。本文介绍了一种基于超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路,对该电路的工作过程进行了详细的原理分析,指出该连续脉冲电源电路兼具漏感能量回收和负载剩余能量回收的优点,并研制了用于该连续脉冲电源电路原理验证的小型高温超导脉冲变压器。通过连续电流脉冲测试实验对该连续脉冲电源电路原理和小型高温超导脉冲变压器的可行型进行了验证,分析比较了该小型高温超导脉冲变压器在常导和超导状态下的连续脉冲输出特性。测试结果达到了预期目标,并证明了超导电感在提高能量传输效率和降低对初级充电电源功率要求方面的优势。     

检测变压器绕组变形的低压脉冲法的研究

对变压器绕组变形的低压脉冲检测法进行了研究。简要介绍了低压脉冲法检测绕组变形的基本原理，对影响低压脉冲法检测变压器绕组变形测试结果的因素进行了考察，并利用测试系统对模拟不同部位、不同种类变形故障的模型变压器进行了测试，提出可根据变压器绕组时域响应波形的畸变及变压器传递函数频谱图的变化来判断变压器绕组是否发生变形故障。     

基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器相位差动保护

变压器差动保护中电流互感器饱和导致保护可靠性与速动性降低。文中利用波形相似度对变压器区内、区外故障,尤其是电流互感器饱和时两侧电流相位信息进行提取,提出一种基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器差动保护判据,以识别包含电流互感器饱和在内的各种故障情况。仿真与动模试验结果表明,该判据在识别变压器区内、外故障,尤其是电流互感器饱和时均能做出正确判断。对于噪声干扰的情况仅需做简单处理判据即可有效识别故障。     

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。     

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。     

Finite element analysis of internal winding faults in distribution transformers

With the appearance of deregulation, distribution transformer predictive maintenance is becoming more important for utilities to prevent forced outages with the consequential costs. To detect and diagnose a transformer internal fault requires a transformer model to simulate these faults. This paper presents finite element analysis of internal winding faults in a distribution transformer. The transformer with a turn-to-earth fault or a turn-to-turn fault is modeled using coupled electromagnetic and structural finite elements. The terminal behaviors of the transformer are studied by an indirect coupling of the finite element method and circuit simulation. The procedure was realized using a commercially available software. The normal case and various faulty cases were simulated and the terminal behaviors of the transformer were studied and compared with field experimental results. The comparison results validate the finite element model to simulate internal faults in a distribution transformer.     

基于可拓理论的电力变压器监造工作的定量评估方法研究

对变压器监造工作进行定量分级,可以提高变压器监造质量。针对变压器的监造内容,文章建立了变压器监造项目的指标体系,引入物元模型和可拓分析理论,将各个监造项目指标定量化,提出变压器监造项目评价物元模型。实例结果表明,将可拓物元理论应用于变压器定量监造评价中,评价结果客观合理。根据变压器监造项目类别,将不确定因素量化,构建了变压器监造评估体系,实现了对变压器监造等级的评定,得到影响变压器监造的关键因素,更有利于工程实际中对变压器生产进行科学、有效的监造。     

推挽DC／DC变换电路中高频变压器的设计

高频变压器的设计是功率变换电路设计的核心技术。详细介绍了1100W／55kHz推挽DC／DC变换电路中高频变压器的设计过程,包括变压器磁芯选取及型号的确定、绕组设计及变压器的绕制。给出了变压器原、副边电压实验波形,实验结果表明所设计的变压器工作稳定可靠,满足电路设计要求。     

特高压变压器差动保护现场试验

晋东南特高压交流变电站1 000 kV变压器采用调压变与补偿变共体、主变与调压补偿变相互独立的结构,该变压器的差动保护极性要求特殊,既要满足调压变和补偿变差动保护共用TA的不同极性要求,又要解决正反调压时引起的电流极性改变问题。文章对1 000 kV变压器的调压补偿变进行了差动保护配置,分析了调压补偿变差动保护的TA极性,研究了调压补偿变差动保护的现场试验方法。调压补偿变差动保护现场试验结果表明1 000 kV变压器采用的结构能满足差动保护对TA极性的特殊要求。     

电力变压器系统损耗与散热特性研究

油浸式变压器损耗和散热是影响变压器正常运行的关键因素。为获得变压器系统准确发热量,采用传热学外掠平板对流换热、大空间自然对流换热以及漫灰体表面辐射模型对典型变压器系统进行散热量计算,获得典型变压器系统散热特性。结果表明:变压器系统散热主要通过散热器实现,占变压器系统总散热量的77.66%~85.31%;辐射散热是变压器本体的主要散热方式,占散热总量的55.15%~70.25%;在散热过程中,热量主要通过对流散失,辐射散热量仅占2.18%~11.34%。与变压器系统损耗相比,偏差在10%以下,表明损耗经验公式适用于变压器系统发热量计算。变压器损耗与型号和负载系数密切相关,不同型号的变压器损耗不同,同一负载下变压器容量越大,其损耗也越大,同一型号变压器损耗随负载系数增大而增大。     

一种双功能变压器及其分析

目前,电力变压器与磁控电抗器这两种设备都是分别制造,这两种设备分别有各自的铁芯,占用面积比较大。提出一种双功能变压器,用一台磁控电抗器的铁芯,同时实现变压器与磁控电抗器两种功能。双功能变压器占用面积比较小。用Matlab仿真软件中的Simulink工具箱构建双功能变压器仿真模型,对双功能变压器进行仿真分析。结果表明:不论变压器铁芯饱和度的变化是多少,引起变压器漏抗的变化不大于7%。提出的双功能变压器可同时实现变压器与磁控电抗器两种功能。变压器模块运行对磁控电抗器模块工作影响很小;磁控电抗器模块运行对变压器模块工作影响很小。     

大型变压器油带电度检测仪和检测方法的研究

在强迫油循环的大型变压器中,油流带电引发的静电放电是威胁大型变压器安全运行的重要因素之一。对变压器油进行带电度测量,以便对带电度超标的变压器油采取措施并及时改善运行条件,以防止变压器因油流放电故障而造成变压器损坏。文章介绍了采用过滤法进行大型变压器油带电度检测仪器的原理和结构,制作过程中的改进以及国产油和进口油的带电度测试结果,实际大型变压器油的带电度测试结果。