直流偏磁下不同磁化曲线对变压器铁心损耗仿真的影响

直流偏磁下变压器铁心材料磁化特性采用不同的表述方式,将会产生不同的损耗仿真结果。本文基于爱泼斯坦方圈试验测量了30ZH120取向硅钢片的交流磁滞回环和交流偏磁磁滞回环,详细阐述并解释了交流磁化曲线、直流磁化曲线、平均磁化曲线、交流偏磁磁化曲线和交直流共同作用下磁化曲线的提取方法。从实验数据和理论分析的角度指出了交直流共同作用下磁化曲线与直流磁化曲线是同一条曲线。以两台干式变压器产品模型为例,设计并搭建了使变压器工作在直流偏磁条件的实验电路,测试并仿真计算了直流偏磁下电力变压器铁心的空载损耗。研究表明,计算分析直流偏磁电工设备时,可以用直流磁化曲线描述硅钢片材料的磁性能,为提高直流偏磁下变压器损耗仿真准确性提供了参考依据。     

直流偏磁条件下变压器铁心磁化特性的Jiles-Atherton修正模型

Jiles-Atherton磁化建模理论在磁化建模领域应用广泛,但在直流偏磁条件下的有效性尚待验证。基于磁化强度的物理含义,推得交直流共同作用下的合成磁化强度为交流分量与直流分量之和;依据全电流定律,分析了交直流共同励磁条件下磁场强度的量化表征方式;利用郎之万函数,获得修正的无磁滞磁化特性曲线的数学模型;结合能量守恒定律,推导出合理可逆系数条件下直流偏磁时磁化强度的修正模型。基于直流偏磁时磁化曲线的非对称特性,提出确定模型参数的分区求解法。仿真及实验研究表明,该模型可用于分析、计算直流偏磁时变压器铁心的励磁电流及损耗。     

考虑趋肤效应的铁磁材料宽频损耗分离模型

为在较宽频率范围内准确计算变压器铁心损耗,该文在不同频率下对铁磁材料的磁滞特性及损耗特性进行了测量,并基于损耗分离模型进行分析。为考虑趋肤效应对涡流损耗的影响,计算过程中分别采用不同形式的实数、复数磁导率表示材料磁感应强度与磁场强度的本构关系。研究发现,采用磁导率描述本构关系时,其数值不能从近似的直流磁化曲线中提取,而应将其视为随频率变化的量。基于上述结论,该文基于损耗分离理论对铁磁材料内部的磁场进行分离,并基于异常损耗场提出一种实数磁导率近似方法,从而实现基于少量低频下的测量数据预测材料在较宽频率范围内的损耗特性。     

铁磁材料损耗的产生机理及其计算基础

研究影响电机铁心损耗的主要因素并提出合理降耗措施,是超高效电机研制中的主要工作之一,因此对铁磁材料损耗的计算和测试便成为其中的关键环节。针对这一问题,本文首先阐述了铁磁材料的磁化过程及其损耗的产生机理,并简要介绍了铁磁材料损耗常用的计算模型,然后重点介绍了在不同磁化条件下硅钢片损耗的测试方法。最后结合电机铁耗研究中的相关问题,提出了在铁磁材料损耗计算以及测试方面需要进一步开展的工作。     

铁磁材料损耗的产生机理及其计算基础

研究影响电机铁心损耗的主要因素并提出合理降耗措施,是超高效电机研制中的主要工作之一,因此对铁磁材料损耗的计算和测试便成为其中的关键环节。针对这一问题,本文首先阐述了铁磁材料的磁化过程及其损耗的产生机理,并简要介绍了铁磁材料损耗常用的计算模型,然后重点介绍了在不同磁化条件下硅钢片损耗的测试方法。最后结合电机铁耗研究中的相关问题,提出了在铁磁材料损耗计算以及测试方面需要进一步开展的工作。     

一种计算空投变压器励磁涌流最大值的方法

提出了一种计算投入空载变压器时引起的励磁涌流最大值的方法。基于对空投变压器励磁涌流机理的分析,提出根据变压器的铭牌基本参数,并通过磁通饱和点的定位,确定变压器的磁化特性曲线大致形状,利用磁化曲线饱和区段近似于线性的特性跟踪磁通变化,估算励磁涌流的最大值,并计算最大励磁涌流引起电压暂降的深度及持续时间。通过对一个配电变压器及电力变压器进行空载合闸操作仿真,对比仿真结果和计算结果,结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

开关磁阻电动机静态特性的仿真计算

用有限元法对一台 8/ 6极开关磁阻电动机的磁场进行了计算 ,利用计算结果 ,对其静态特性进行了仿真计算。得出了不同转子位置下的磁链、电感、磁共能及转矩特性曲线。在磁场计算时 ,为了得到较为精确的计算结果 ,对铁磁材料的磁化曲线采用了样条函数插值     

不同剩磁铁基纳米晶磁芯脉冲磁化特性

铁基纳米晶材料因其优异的软磁性能被广泛应用于脉冲磁元件中。为更好指导脉冲磁元件的设计与性能分析,需要根据应用环境测试铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性。该文建立了基于LC铁磁谐振放电型测试平台,选择合适的测量电路,获得高、低剩磁铁基纳米晶材料在不同磁化速率、磁感应增量下的初始磁化曲线和磁滞回线,并获得脉冲磁导率、损耗等关键磁参数的变化趋势。通过曲线拟合的方法建立了脉冲磁导率、损耗与磁化速率、磁感应增量之间的数学关系,全面反映了铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性。基于铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性基础数据,能够有效、准确分析典型脉冲磁元件的工作特性并优化其设计。     

用于铁磁谐振过电压计算的电压互感器模型

根据电磁式电压互感器(PT)等效电路模型的特点,首先给出了PT的等效电路模型和各个参数的计算方法,推导出了PT励磁支路非线性参数的计算过程。然后在Matlab编程环境下使用M语言编制程序来计算PT励磁支路非线性电阻的伏安特性曲线和非线性电感的励磁特性曲线。此后以10 kV电压互感器为例测试了其低压绕组的伏安特性和损耗功率值,对测试结果进行了分析后用编制的程序计算了励磁支路非线性电阻的伏安特性曲线和非线性电感的励磁特性曲线。最后给出了计算励磁特性时需要的注意事项。     

磁阀式可控电抗器磁化特性研究

磁阀式可控电抗器(MCR)的磁化特性是其理论计算的基础。通过对MCR工作特性的分析,首先基于MATLAB/cftool提出了一种用来描述MCR铁磁材料磁化特性的高精度拟合函数。结果发现,由于磁阀的存在,使得所提出的高精度拟合函数以及目前学者们所研究的具有相对高精度的拟合函数都没法应用到MCR磁化特性的求解之中。基于此,又提出了一种形式简单、精度较高的拟合函数。并求解了基于理想小斜率和基于该拟合函数的具有单级磁阀、双级磁阀和连续磁阀的MCR磁化特性。最后通过与实验数据的比较,发现该拟合函数不仅能够非常好的逼近铁磁材料的磁化曲线,而且基于该拟合函数求得的MCR的磁化曲线更贴近其实际磁化曲线,验证了理论分析的正确性。     

Stability improvement of power system by simultaneous AC–DC power transmission

This paper presents a concept of improving the transient stability of power system by simultaneous AC–DC power transmission through a transmission line. A double circuit long transmission line is converted to simultaneous AC–DC line for feasibility study. Loss of synchronism is prevented by quickly producing sufficient decelerating energy to counteract accelerating energy gained during fault and subsequently due to loss of line after clearing the fault. Fast controllability and modulation of DC component is utilized to achieve this feature. The system under consideration is found to remain stable under transient condition up to transmission angle of 80°. Simulation study on PSCAD/EMTDC is carried out to validate the concept.     

高压直流输电系统故障及控制策略

最近几年高压直流输电在我国有很大的发展,继葛—上直流工程以后,天生桥—广州±500kV直流输电工程又投入了运行。根据以上2个直流工程的控制与保护设置及试验和运行情况叙述了高压直流输电系统在各种故障,包括换流器故障、冷却系统故障、各种情况下的换相失败、交流和直流线路故障,交直流滤波器等故障所采取的控制对策。     

Quadratic models of AC–DC power flow and optimal reactive power flow with HVDC and UPFC controls

Quadratic models of power flow (PF) and optimal reactive power flow (ORPF) for AC–DC power systems are proposed in the paper. Voltage magnitudes at the two sides of ideal converter transformers are used as additional state variables to build the quadratic models. Effects of converter controls on equality constraints are considered. The quadratic expression of unified power flow controller (UPFC) is also developed and incorporated into the proposed models. The proposed PF model retaining nonlinearity has a better convergence feature and requires less CPU time compared to traditional PF models. The Hessian matrices in the quadratic AC–DC ORPF model are constant and need to be calculated only once in the entire optimization process, which speeds up the calculation greatly. Results obtained from the four IEEE test systems and an actual utility system indicate that the proposed quadratic models achieve a superior performance than conventional models.     

交直流供电无缝连接电源控制系统设计

文中介绍了一种交直流无缝连接电源控制系统的设计,该系统具有电池过放电保护,电池充电和充电保护等功能。能输出（3A（＋5V）电源,可用玩命大电流的便携式设备和仪器控制等。     

多回直流系统远方集中控制中心设计

对即将在南方电网建立的高压直流远方集中控制中心的发展规划、实施方案等进行探讨,并对所涉及的集控中心的定位和管理方案、自动化管理模式、监控与数据采集(SCADA)系统、通信及信息交换等关键技术进行分析.研究认为,对多个直流系统进行集中控制在技术上是可行的,集控中心的建设完善可以分成3个阶段来实施.直流控制中心的建立有利于将直流系统的控制从目前较低层次的局部控制,逐步向直流高级辅助控制和立足于全电网的交直流协调控制方向推进.     

适用于风电经柔性直流并网系统的柔性耗能装置及控制策略

高压柔性直流输电技术可实现有功功率的双向控制,且无换相失败问题,是实现风电并网外送的重要手段之一。风电经柔性直流并网系统易发生交直流故障,故障期间风电系统持续输出功率,过剩的暂态能量危害系统的安全运行。针对风电经柔性直流并网系统的暂态能量耗散问题,提出了一种基于全桥子模块的柔性耗能装置(flexible energy dissipation device, FEDD)。为解决子模块充放电无法准确控制的难题,提出了柔性耗能装置的动态电压控制策略和暂态能量耗散策略,并兼顾了子模块电容能量平衡。根据FEDD的工作原理和控制策略,提出了设备主要参数设计方法。最后通过RTDS实验结果验证了柔性耗能装置能够准确吸收暂态能量,保证换流站平稳穿越交直流故障。     

直流偏磁情况下的定子永磁电机铁耗计算

提出了一种直流偏磁情况下的定子永磁电机铁耗计算方法。由于电机的特殊型结构以及逆变器供电等原因,定子永磁电机内部会存在直流偏磁现象。为此,首先使用爱泼斯坦方圈在不同交流磁密幅值情况下,进行了偏磁实验研究。基于实验数据以及传统偏磁铁耗模型,提出了一种考虑磁密幅值的偏磁铁耗计算模型。该模型能够较好地描述不同磁密幅值情况下直流偏磁对铁耗的影响。最后将该模型应用于电机铁耗计算,并与传统模型进行对比;电机损耗实验结果验证了该模型的可信度。     

葛南直流输电改造工程控制系统静态特性的实验研究

通过仿真实验对葛洲坝-南桥直流输电改造工程的直流系统静态特性进行了校核,基于葛南直流输电系统的参数,描述了在实验室条件下校核直流输电系统静态特性的方法和原理.文中分别将整流侧和逆变侧的静态特性曲线按拐点分为几个部分,对直流系统的稳态运行点在静态特性曲线的不同部分之间移动的过程,即各种控制方式相互转换的过程和原理进行了描述,并针对实验中的三个具体问题,即定功率方式下的系统控制特性曲线、增加电流裕度补偿功能时的控制特性曲线和电流定值小于1pu时的逆变侧控制特性曲线进行了分析和说明.     

基于有限元法的单相变压器直流偏磁仿真研究

中国±500 kV直流输电系统的运行经验表明:直流输电单极大地回路方式运行时,直流接地极电流会导致附近交流变压器直流偏磁现象,引起变压器局部过热、振动加剧、噪音增大。笔者运用ansoft软件分析了在不同直流偏磁情况下,变压器空载状态下的铁心磁场分布情况。结果表明,随着变压器直流电流的增加,变压器铁心饱和度愈高,磁感应强度增加,上下铁轭衔接处随着直流量的增加磁感应强度增加速率最大。     

变、配电站直流电源系统集成控制器关键技术研究

研究了基于磷酸铁锂电池的变、配电站直流电源系统集成控制器的关键技术,通过实时监控直流电源装置、磷酸铁锂电池管理系统,实现电池性能测试管理、系统运行参数显示和完善系统保护功能,满足大、中、小型发电厂,变电站和配电站的智能型直流电源系统应用的要求。