变压器绕组的特快速暂态建模

为了研究陡波前过电压对变压器的影响,从短路导纳参数出发,提出了一种建立变压器绕组高频集中电路模型的方法.该方法首先由短路导纳参数计算绕组各匝的电压传递函数,并利用矢量匹配法对得到的电压传递函数进行有理函数逼近;其次,对得到的有理函数形式的传递函数利用多点Pade逼近进行阶数缩减,得到变压器绕组电压传递函数的降阶模型;最后,运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型.该电路模型仅由R、L、C和理想变压器构成,其模型参数可以根据电压传递函数的极点和留数非常方便地得出.通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较,验证了本文方法的正确性.     

大型电力变压器线圈中特快速暂态电压分布的计算

用集总参数RLC电路模型计算大型电力变压器线圈中的特快速暂态电压(VFTO)分布,即使以线匝为单元进行剖分,也不能准确模拟VFTO中的高频分量。分布参数电路模型虽然能够在较宽的频率范围内模拟快速暂态电压分布,但是由于其求解的复杂性,不能用于大型超、特高压变压器整体绕组的建模。为此,提出了一种解决思路:首先改进集总参数电路模型结构,提高其适用频率范围;其次在高频段简化分布参数电路模型,降低其求解的复杂性,使之能够适用于整个大型线圈的建模。基于这种思路形成了频域分段模型,能够比较准确和方便地求解大型变压器线圈中的VFTO分布。在改进集总参数电路模型方面,不是从场的模型出发,来改造传统的电路模型,而是从传输线的数学方程出发,在不明显提高求解复杂性的前提下,推导出一种新型的集总参数电路模型,把集总参数电路模型的适用频率范围提高近1倍。     

用于特快速暂态仿真的大型电力变压器线圈频域分段建模

针对超高压和特高压电力变压器特快速暂态仿真的需要以及以线匝为单元的多传输线模型难以用于完整绕组的建模、在单一模型中难以在近10MHz频率范围内确定频率依赖参数的问题,提出了一种频域分段建模的方法。在低于4MHz频率范围内采用新型的集总参数RLC电路模型,在高于4MHz频率范围内采用无损多传输线(multitransmission line,MTL)电路模型进行建模,在保证求解准确度的基础上,比单纯采用MTL模型有效降低了求解的复杂度,因而可用于具有大量线匝的绕组的建模。在分段模型中,频率依赖的损耗参数和电感参数可以分别考虑,避免了在单一模型中确定这些参数的困难;同时,在所关心的10MHz以下频率范围内以100kHz,4MHz为2个分界点,从低频到高频分别采用1,10和50kHz3种分辨率求解频域方程,既提高了低频段求解精度,又减少了高频段计算时间。理论分析和实例仿真表明该方法适用于大型电力变压器特快速暂态仿真。     

脉冲变压器特快速暂态电压分布计算

为了研究在陡波前、高冲击电压作用下，脉冲变压器(PT)锥形绕组中的特快速暂态电压分布特性，文中建立了基于多导体传输线(MTL)理论的绕组分布参数模型。模型的电气参数通过有限元法(FEM)计算，用频域法计算了在多种情况下绕组的对地电压分布以及匝间电压分布，计算结果表明此模型可对锥形绕组的电压分布进行有效计算，对匝间绝缘设计有一定的参考意义。     

变压器线圈中特快速暂态仿真的建模

电力系统特快速暂态过电压（ＶＦＴＯ）对变压器等电力设备的危害极大。本文提出的由互有耦合的分布参数电路与集总参数电路组成的混合电路模型可以有效地应用于分析变压器等电力设备内特快速暂态的响应以及线圈内的局部电磁振荡。这个模型还可以用于精确计算变压器的入端阻抗，与ＥＭＴＰ连接，可以更精确地分析电力系统、变电站和变压器内的电磁暂态。     

层式变压器绕组中特快速暂态过电压的仿真分析

本文中作者将多传输线模型用于层式变压器特快速暂态过电压的仿真计算,计算得到了变压器模型匝对地电压。建立了变压器绕组多传输线模型。     

特快速暂态过电压下变压器绕组高频模型的时域分析

基于多导体传输线模型,利用时域有限差分法对变压器绕组的暂态电压分布进行了数值计算。     

变压器谐振频率参数的设定

提出变压器层间电容测试方法，分析了因变压器层间电容引起的谐波干扰的原因，提出了变压器的参数“谐振频丰值”的定义。     

神经网络在变压器谐振频率计算中的应用

提出了应用人工神经网络计算变压器谐振频率的方法。     

特快速暂态过电压下变压器绕组高频电路模型的研究

变压器绕组的高频模型对于分析特快速暂态过电压对变压器的影响是非常重要的。从易于高频测量的散射参数出发，提出了一种建立变压器绕组高频电路模型的方法。该方法首先由散射参数计算绕组各匝的电压传输函数，并利用矢量匹配法对得到的电压传输函数进行有理函数逼近；其次，对得到的有理函数形式的传输函数进行阶数缩减，得到变压器绕组电压传输函数的降阶模型；最后，运用网络综合技术建立变压器绕组的高频电路模型。该电路模型简单、通用，仅由R、L、C和理想变压器构成，其模型参数可以根据电压传输函数的极点和留数非常方便地得出。通过对电路模型的仿真结果与实际测量结果进行比较，验证了文中方法的正确性。     

江苏抽水蓄能电站特快速暂态过电压分析

采用PSCAD/EMTDC软件计算分析了江苏抽水蓄能电站500 kV GIS变电站在主变、出线操作时的特快速暂态过电压(VFTO),并以1台典型的500 kV主变为例,分析多种操作情况下特快速暂态过电压对主变的影响.结果表明,由于连接各台主变与GIS之间的电缆比较长(至少200 m),传递到各台主变上的VFTO幅值和陡度并不高,对其主绝缘影响不大,也不会直接造成变压器匝间绝缘的击穿.     

基于准静态电磁场的变压器线圈中特快速暂态仿真建模

基于准静态电磁场原理提出了一种在快速暂态过电压的作用下以单匝中并联导线为单元支路和以两段线匝为单元支路相结合的集中参数混合线圈模型。通过单匝单线模型可准确计算陡波冲击下的匝间过电压,结合两段线匝模型可有效减少仿真时间。拓扑网路的大小和参数与变压器的结构和特性有关,网络中的电感和电容等参数是无源和线性的,但它们与传播电磁波的介质有内在的联系。给出了模型参数的计算方法,并对以两段线饼为单元支路的线圈模型进行了截波冲击下的仿真分析,变压器首端对地电压的仿真结果与实测结果比较接近,证明了该模型的正确性。     

计算换流站中变压器谐振频率的新方法

提出了分别应用人工神经网络和经验公式计算换流站中变压器谐振频率的新方法。其特点是 不使用传统的对变压器进行离线测试或采用模拟电路的计算方法，仅依据变压器相关侧的额 定电压、额定功率及变压器相数等技术参数，就能求得换流站中变压器绕组的谐振频率。结 果表明，人工神经网络法具有更高的计算精度。     

特快速暂态过电压作用下变压器绕组内置MOV动态保护特性

特快速暂态过电压(VFTO)是由气体绝缘变电站开关操作产生的一种陡波前过电压,它的直接入侵会对变压器绕组的纵绝缘造成极大危害.本文通过理论分析、数值计算和实际测量研究了VFTO作用下变压器绕组并联MOV的保护特性.本文首先建立了变压器绕组的多导体传输线模型(MTLs),推导了基于时域有限差分法(FDTD)的求解迭代公式,通过应用矢量匹配法逼近传输线频变阻抗,解决了时域有限差分法难以处理参数频变效应的问题.然后,建立了变压器绕组并联MOV的多导体传输线模型,并推导了基于FDTD求解该模型的迭代公式.最后,研究了一个连续式变压器绕组模型,测量并计算了该模型在VFTO作用下并联MOV前后的电位分布.对测量结果与计算结果的分析和比较不仅验证了所采用的计算模型和计算方法的正确性,同时也证明了在VFTO作用下用MOV保护变压器绕组的可行性.     

串联谐振间接矩阵型电力电子变压器高频电流特性分析及开关频率设计

串联谐振间接矩阵型电力电子变压器(PET)通过高频开关并减小直流电容容值可实现高功率密度.然而,小直流电容会改变谐振回路等效电容,并影响高频谐振电流特性,进而影响零电流软开关(ZCS)的实现.该文建立小直流电容下串联谐振间接矩阵型PET等效电路,推导高频电流时域解析表达式,并对ZCS条件下的开关频率进行设计,揭示直流电...     

电力变压器铁磁谐振检测方法研究

根据电力变压器铁磁谐振电流畸变的特性,提出了一种新型的铁磁谐振检测方法.该方法以电流基频分量小于设定阈值且电流最大值超过设定阈值作为算法的启动,利用尖峰与间隔角占空比的检测来确定尖峰脉冲特性从而判别铁磁谐振的发生,并利用尖峰的时间间隔统计来识别谐振周期并判断谐振模式.分析了铁磁谐振电流与励磁涌流的区别,提出对称间断角检测的方法来排除励磁涌流的干扰.对检测方法进行了算例仿真,准确检测到铁磁谐振发生,并对谐振模式识别正确,验证了该检测方法的正确性.     

电力变压器铁磁谐振检测方法研究

根据电力变压器铁磁谐振电流畸变的特性,提出了一种新型的铁磁谐振检测方法。该方法以电流基频分量小于设定阈值且电流最大值超过设定阈值作为算法的启动,利用尖峰与间隔角占空比的检测来确定尖峰脉冲特性从而判别铁磁谐振的发生,并利用尖峰的时间间隔统计来识别谐振周期并判断谐振模式。分析了铁磁谐振电流与励磁涌流的区别,提出对称间断角检测的方法来排除励磁涌流的干扰。对检测方法进行了算例仿真,准确检测到铁磁谐振发生,并对谐振模式识别正确,验证了该检测方法的正确性。     

特快速暂态过电压及研究实例

ＧＩＳ的特快速暂态过电压已在超高压电网中造成一些事故，本文第一部分简要地说明ＶＦＴＯ现象，第二部分结合国内的一次事故介绍工程研究的内容和结论，最后对开展特快速暂态研究提出了建议。     

基于暂态虚拟电阻VSG同步频率谐振抑制策略

虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟同步发电机运行外特性,提高了系统的惯性,成为解决分布式电源高渗透率问题的有效方案之一。然而考虑线路电感磁链的动态过程后,发现功率传输小信号模型存在频率为50 Hz的谐振峰,在线路电阻较小的情况下可能引发VSG的同步频率谐振现象,导致功率暂态过程中的振荡。基于同步频率谐振现象的产生原理,提出基于暂态虚拟电阻的阻尼控制策略来解决该谐振问题。最后通过搭建实验平台,验证了VSG的同步频率谐振现象及暂态虚拟电阻阻尼策略的有效性。     

基于LLC谐振变换器的电力电子变压器

提出了一种基于LLC谐振变换器的三级型降压式电力电子变压器(PET)拓扑结构。所述结构的输入侧高压级为二极管钳位三电平整流电路,以降低开关器件耐压等级;隔离级采用了三电平LLC串联谐振型DC/DC变换器,其每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且在全负载范围内工作在软开关状态,可降低PET的损耗,提高其效率;输出侧低压级为两电平三相四桥臂逆变电路,以应对大量存在的不平衡和非线性负载。对所述的PET结构进行了控制方案设计,并做了仿真研究。仿真结果表明:该PET结构在实现了传统变压器隔离、变压和能量传递等功能的基础上,还具备电能质量调节功能,可有效避免系统与负载之间因不平衡或畸变而对彼此产生的影响。