汽车点火线圈的宽频电路模型及参数提取

点火线圈在实际点火过程中为一瞬态电压变压器,为了能预测其宽频特性,文中将点火线圈绕组等效为多段独立线饼,并以此建立基于集总参数的电路模型。通过有限元法与数据拟合方法,确定各线饼间的电容以及每一线饼内的绕组匝间等效电容;对于线圈电感,利用有限元法分析了频率对电感值的影响,得到低频段内与高频段内的电感值。最后,仿真计算了点火线圈的频域阻抗特性以及时域瞬态电压响应,并分别与测试结果做对比,验证电路模型与参数计算方法的正确性与可行性。     

SF_6电器中断口电场计算及其工程校验

根据流注放电理论,采用有限元法对SF_6电器中的断口电场的放电电压进行了计算,并将计算结果与试验值作出比较,获得了良好吻合。计算中所运用的二次插值及座标变换方法,在文中作了介绍。     

不同数值方法在自扇冷永磁同步电机三维热分析中的应用

为研究不同数值计算方法在电机三维温度场分析中的应用,以一台11kW、1 500r/min全封闭自扇冷异步起动永磁同步电机为例,分别基于有限元法、有限体积法和有限公式法进行温度场仿真,并在多套剖分网格仿真计算的基础上,对比分析同一网格下应用有限公式法和有限元法的永磁同步电机三维温度场计算结果。同时,分析有限公式法在不同网格数下的计算收敛性。最后,对比有限公式法、有限元法温度场计算结果与有限体积法流固耦合传热计算结果的区别,并以试验值对比验证了仿真计算的准确性。     

变压器绕组等值电路模型中电容/电感参数值仿真

介绍了变压器绕组的等值电路模型中电容和电感参数的计算方法。针对绕组等值电路参数分别利用解析公式法和有限元法对连续式绕组的电容和电感值进行了计算,其中详细介绍了利用有限元软件ANSYS Maxwell得到电容、电感参数的过程。仿真计算结果表明,解析公式法计算精度低于有限元法,并且只能用来求解正常绕组的等效电路参数,不适用于变形绕组。     

考虑宽负载变化的有源电容等效容值控制与损耗分析

二端口有源电容是一种仅有2个引出端口而无需任何附加电气连接端子的有源电路。然而,基于传统控制方法的有源电容等效容值在理想情况下是无穷大的,这不适用于某些需要精确容值的无源电容应用场合。为此,提出了一种基于二端口有源电容的等效容值控制方法,该方法能根据不同的应用需求实现对有源电容的精准容值控制。首先,对有源电容的阻抗进行建模与分析;然后,通过基于单相整流器的仿真分析,将通过等效容值控制的有源电容与具有相同容值的无源电容进行对比,以验证控制精度;最后,通过与传统有源电容控制方式在功率损耗和动态响应速度方面进行对比,结果验证了所提出等效容值控制方法的有效性。     

改进复合材料杆塔多波阻抗模型及其仿真计算

针对目前复合材料杆塔耐雷性能仿真分析中多采用传统多波阻抗模型,雷击过电压仿真计算结果偏大的情况,考虑导线对地电容影响,提出了改进的多波阻抗模型,根据110 kV复合材料杆塔结构与接地方式,计算各部分波阻抗;建立复合杆塔三维模型,利用有限元法计算导线对地等效电容;利用改进多波阻抗模型计算分析不同塔型、不同接地引下线方式的复合材料杆塔耐雷特性,并与传统模型计算结果进行对比。结果表明,考虑电容时杆塔上的过电压下降了38%,更接近实际值;采用沿线路方向内侧竖直悬垂接地引下的方式可使复合材料杆塔的耐雷水平最大化。     

中压电缆系统接地电容电流计算方法

本文提供了单芯电缆、分相铅(铝)护套电缆、屏蔽型电缆每相对地电容的估算方法,通过算例分析对比了中压电缆系统接地电容电流常用估算方法的计算结果。认为由于电缆材料和结构的变化,在具体工程中不宜再利用《电气设计手册》估算公式来计算中压电缆系统的接地电容电流值,而应根据厂家提供的电缆每相对地电容值利用理论公式计算。     

基于有限元法的避雷器阻性电流检测的相间干扰计算分析

在线监测氧化锌避雷器阀片电阻可有效反映避雷器运行状态。避雷器实际运行时多呈一字排列且三相距离近,相间干扰对泄漏电流的影响很大。为此,提出了一种新的高压氧化锌避雷器在线监测方法,该方法基于阻容网络模型,通过对避雷器泄漏电流进行测量,采用有限元法计算避雷器部分电容,最后利用迭代算法求解避雷器阀片电阻,可有效消除相间干扰对在线监测的影响。以变电站500k V和220k V避雷器为例,计算出各相避雷器每节的阀片电阻,并与实际测量值进行对比,计算结果和测量结果吻合,验证了该方法的有效性。     

考虑时变间隙电容的隔离开关VFTO过程仿真

在气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)隔离开关动作时,隔离开关触头间隙电容量会随着触头移动而发生很大变化。利用Ansys Maxwell计算了1100 k V隔离开关间隙电容,动触头对地电容以及静触头对地电容。基于Bergeron法,推导了时变电容的迭代公式,利用ATP-EMTP中TACS/MODEL,在ATP-EMTP中实现了时变间隙电容C(t)。通过两个例子,验证了时变电容模型的正确性。利用时变电容模型,研究了时变间隙电容模型下VFTO全过程特性。仿真结果表明:相较于电阻电感模型和定值间隙电容模型,考虑时变间隙电容的模型对VFTO的幅值以及击穿时刻均会有较大影响。由于时变间隙电容C(t)考虑了全过程下间隙电容实际变化,其结果更加可靠,在一定程度上提升了VFTO仿真精度。     

交流电机轴承电容的计算与测量

变频驱动技术使得电机获得良好的调速和运行性能,日益得到广泛应用。但由于变频器输出存在共模电压,导致产生轴电压及轴电流,引起轴承早期失效,严重危害交流电机的安全、可靠运行。电机轴承的电容参数是分析和预测轴电流问题的一个关键参数。但目前轴承电容的几种计算方法所得结果与实际值相差较大。该文针对轴承电容参数的计算和测量展开研究,提出一种基于电磁场的轴承电容计算方法。根据弹性流体动力润滑理论计算出轴承油膜中心厚度,根据实际轴承结构在ANSYS Maxwell中建立有限元分析模型,计算出等效电容。设计了相关实验测量轴承等效电容,实验数据表明轴承电容的测量结果与计算结果相近。     

基于有限元算法的变压器绕组涡流效应分析及损耗计算

变压器绕组漏磁场引起的涡流损耗占附加损耗的比重较大,会使变压器产生局部过热,寿命缩短,关系到变压器设计、制造,并影响变压器运行性能。因此准确计算绕组涡流损耗对变压器的优化设计有重要意义,而工程上针对变压器绕组涡流损耗,应用传统经验公式计算,误差较大,且不能准确计算绕组的横向涡流损耗。基于ANSYS有限元法建立了变压器的二维有限元模型,基于电磁场理论分析了变压器的漏磁分布,得到了各次谐波电流背景下绕组的涡流损耗分布及损耗值。从涡流损耗理论计算与有限元仿真计算结果对比表明,有限元法损耗计算更相近实际,更加准确,为变压器温度场热源的计算以及变压器的优化设计提供了可能。     

一种基于有限元法的超高压输电线路三维电场计算方法

为了探讨基于有限元法(FEM)的输电线路附近电场的三维分布特点,引入输电线路弧垂方程建立三维模型,计算松江洞泗线上500 k V等级的超高压输电线路的三维电场分布,并与模拟电荷法进行比对,验证了该计算方法的有效性;研究分析了相导线布置方式、分裂导线尺寸、地形起伏等因素对空间电场强度和分布特征的影响;最后,将计算结果与多组实际测量结果进行对比,其电场强度变化趋势相近、分布特征一致,比二维模型计算结果与实际测量值的偏差从60. 94%缩小至9. 58%。为有限元法在输电线路附近三维空间电场的计算研究提供了重要的理论基础,并对工频电场计算和输电线路选址具有重要意义。     

高阻抗变压器内置电抗器两种磁分路的比较分析

以一台高阻抗变压器为研究对象,通过理论计算及三维有限元法分析了两种磁分路的磁密分布,研究了两种磁分路对油箱温升的影响,并将有限元计算结果与试验值进行了对比分析。     

角接三相异步发电机单相带载稳态分析

给出三角形接法三相自激异步发电机为单相负载供电时系统的连接方式,通过对系统中独立节点电量关系的推导,将发电机基值频率下的正序和负序等值电路通过简单的阻抗元件连接,构成合成等值电路。根据Kirchhoff定律,以合成等值电路中回路阻抗模值为零作为系统稳态运行的条件和分析计算的基础。采用优化方法计算了不同电容组合下系统的负载电压,求取了负载电压一定时电机所需并联的电容组合,并根据不同稳压电容组合下系统的负序电流所占比重求得最佳平衡状态下的稳压电容值。计算值与实验值相互吻合,验证了该分析方法的有效性和准确性。     

一种确定保护受串补电容影响区域的仿真方法

近年来国内外研究串补电容对线路保护的影响的很多,但是在研究电网中距离保护受串联补偿电容影响的区域的很少。在分析串联补偿电容对距离保护的影响的基础上,提出一种基于短路电流确定距离保护受串联补偿电容影响的电网区域的仿真方法。通过对比分析部分站点测量阻抗的理论分析结果和仿真计算结果应证了仿真方法的正确性。同时以一具体工程实例采用仿真方法计算出距离保护受串补电容影响的电网区域。     

变频调速系统的电压暂降免疫度计算及关键参数设计

为掌握变频调速系统(ASD)的电压暂降免疫度与设备参数设置的关系,研究了ASD的电压暂降免疫度理论计算方法和参数设计方法。首先,建立了ASD电压暂降免疫度与直流欠压保护定值及直流侧电容值两个关键参数的数学表达式,从理论上计算出最严重情况下ASD的电压暂降免疫度;其次,根据数学表达式,给出了基于电压暂降免疫度要求的参数设计方法;然后,搭建了ASD电压暂降免疫度的物理测试平台和仿真模型;最后,对比了理论计算结果与实测结果和仿真结果,验证了所提ASD电压暂降免疫度理论计算方法和参数设计方法的正确性。所提方法能减少实际测试的工作量,提高参数设计效率,为解决电网与用户的兼容问题奠定理论基础。     

CVT谐波传变特性及其影响因素的优化研究

电容式电压互感器(CVT)在用于谐波测量时受杂散电容、补偿电抗器电感值的影响较大,杂散电容等影响因素在选值不精确时会对谐波测量结果带来附加误差。为降低CVT谐波测量误差,提出一种基于函数映射关系的CVT输入参数优化方法。该方法以计算结果的误差最小为条件,输入参数的置信度最大为目标,在满足幅值、相移最小误差要求下选择置信度最大的输入参数组合,并基于测量不确定度对输入参数进行评定,通过实际案例验证分析了该方法的合理性和有效性。     

基于Deutsch假设法和有限元法的高压直流线路地面合成电场对比分析

高压直流线路在我国实际工程中得到广泛应用,基于Deutsch假设的方法和有限元法常用来计算其地面合成电场.为此,对比分析了2种计算方法的区别及可能造成计算误差的原因,讨论了采取不同的方法计算同一水平排列或垂直排列高压直流线路地面合成电场时带来的计算结果差异.结果表明:对于水平排列直流线路,采用基于Deutsch假设的方法得到的地面合成电场最大值与等效导线有限元法的相对差别不到4％,而与分裂导线有限元法的相对差别通常在10％以上;对于垂直排列直流线路,采用基于Deutsch假设的方法得到的地面合成电场最大值与等效导线有限元法的相对差别在5％～15％之间,而与分裂导线有限元法的相对差别通常在30％以上.     

以特征值为判据的异步发电机自激建压过程分析

为研究自激电容对异步发电机空载暂态建压过程的影响并确定最小建压电容值,采用了以状态方程矩阵特征值计算为基础的分析方法。从自激异步发电机ab坐标系下的等值电路出发,推导了异步发电机空载建压时的状态方程,通过对状态方程进行局部线性化,进而计算出线性状态矩阵的特征值。根据不同自激电容值所对应特征值实部的符号并应用系统稳定性理论,以此判断电容为该值时电压是否得以建立,空载暂态建压过程的仿真波形与实验波形较为一致,说明了分析方法的有效性。把特征值实部绝对值选为目标函数并结合一维优化方法计算了异步发电机空载最小建压电容值,此值与传统方法计算结果相吻合,进一步证实了分析方法的正确性。     

自激异步发电机单相空载建压电容的计算

对Y接三相自激异步发电机单相空载稳态运行性能进行分析,通过计算来着重说明平衡电容值和自激建压电容值之间的不同组合对所建端电压的影响。分析过程中用对称分量法推导发电机单相空载稳态运行时的回路阻抗,令回路阻抗的实部与虚部分别为零,作为异步发电机稳态运行的条件和性能计算的基础。采用直接搜索优化方法求解二维方程并计算出单相空载电压值,针对单变量函数用数值法确定给定端电压下的电容组合和最小建压电容值。单相空载电压计算值与实测值相互吻合,验证了该分析方法的有效性和准确性。