三相变压器直流偏磁仿真分析

建立一种新的直流偏磁下三相三柱和三相五柱变压器的电路-磁路耦合模型,磁路模型中考虑了变压器的涡流损耗、铁芯拓扑结构及材料的饱和特性.将涡流产生的磁动势列入磁路方程,磁路方程与电路方程进行耦合,并结合铁芯的非线性特征曲线形成非线性方程组,通过求解该方程组,实现对三相三柱和三相五柱变压器直流偏磁特性的仿真分析.仿真结果证明所提模型能够准确地分析三相变压器的直流偏磁现象.     

基于传输线模型的三相变压器直流偏磁仿真分析

建立了一种新的直流偏磁下三相变压器组的传输线模型。模型中,将变压器电路中的微分项离散,并应用Jiles-Atherton铁磁磁滞理论来描述铁芯的饱和以及磁滞效应。涡流损耗用含等值电阻的附加绕组替代,同时考虑绕组铜耗及漏磁等因素,从而使变压器模型得到充分完整的描述。最后利用牛顿-拉夫逊迭代方法,对直流偏磁下的三相变压器组进行了时域仿真计算,仿真结果证明所提出的计算模型能够准确的分析三相变压器组的直流偏磁现象。     

变压器直流偏磁的仿真研究

基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和Hilbert变换,提出了一种新的变压器直流偏磁分析方法。首先对变压器励磁电流进行EMD分解,提取包含最多励磁电流畸变信息的基本模式分量(intrinsic mode function,IMF);再对IMF分量作Hilbert变换,得出其瞬时频率和幅值。仿真结果表明:该方法能够准确检测出励磁电流畸变的时间、频率和幅值。     

变压器直流偏磁的仿真研究

为研究变压器励磁电流在正负半波严重不对称和畸变引起的直流偏磁效应,利用MATLAB软件提供的Simulink仿真工具搭建了变压器直流偏磁的仿真模型,对施加不同直流电压激励时的励磁电流畸变情况进行了仿真分析,并通过对不同直流偏磁下得到的励磁电流波形进行快速傅里叶变换,得到了变压器在不同直流偏磁下的谐波分布情况,验证了变压器直流偏磁理论.仿真分析结果表明：当变压器有直流入侵时,励磁电流上半周波发生畸变;当变压器正常运行时,励磁电流中只含有奇次谐波,不含偶次谐波分量.     

自耦变压器在直流偏磁情况下的磁场仿真计算

建立了自耦变压器在直流偏磁情况下的仿真模型,对变压器铁心磁密随时间变化的特性进行了仿真分析与计算.     

直流偏磁对三相电力变压器的影响

为了研究直流偏磁对电力变压器运行性能的影响,基于改进的变压器直流偏磁电路-磁路耦合模型,考虑铁心材料的涡流效应,定量分析了不同铁心形式和绕组联结的电力变压器产品直流偏磁下的励磁特性、漏磁特性、二次感应电动势特性和心柱直流偏置特性。通过定义变压器的直流偏置系数,统一评估了不同产品的耐受直流偏磁能力。分析结果表明,变压器直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变,谐波含量增加;绕组外漏磁加剧;同时二次感应电动势保持不变。三相三柱式铁心变压器受直流偏置的影响最小,而YN,yn联结单相三柱变压器组受直流偏置的影响最大。三角形联结绕组的存在对提高变压器的直流偏磁耐受能力具有积极意义。     

变压器直流偏磁的原理性仿真

南方电网直流单极大地回路曾导致网内部分变压器振动加剧,噪声增大。为此,用原理性仿真论证了直流偏磁与变压器振动的关联性,分析了变压器承受外部强制直流电流的自御机理,阐明了直流单极大地电流是直流偏磁的源头,提出了缓解变压器振动的若干运行措施。     

三相五柱变压器直流偏磁计算研究

直流输电系统单极运行下,交直流共地使直流通过交流系统的接地极侵入交流系统,造成交流系统的变压器直流偏磁,产生谐波。针对三相五柱变压器的直流偏磁问题进行了计算研究,在计算中,利用麦克斯韦场的方程代替铁心柱的磁路方程,与电路进行耦合,并结合铁心的非线性特征曲线,形成了非线性方程组,通过求解该方程组,最终实现对三相五柱变压器直流偏磁特性的分析。根据计算结果得知,由于A、C两相更靠近零序磁路(旁柱),B相在直流偏磁下与其他两相的磁耦合程度变弱。同时对不同直流入侵下的三相五柱变压器各铁心柱的磁场强度进行了计算,无直流下,端轭的磁场强度最大,旁柱的磁场强度最小,直流入侵,各铁心柱的磁场强度峰值随直流电流非线性增长,旁柱和端轭磁场强度的增长速度较三相柱快。     

单相变压器直流偏磁试验与仿真

6台单相变压器组成三相组式变压器，分别对变压器开路、低功率三相四线制对称负载、低功率三相四线制不对称负载、低功率三相三线制不对称负载和额定功率下三相四线制对称负载5种情况下的变压器一次绕组电流、一次和二次绕组电压就不同直流入侵情况下进行了测量。研究变压器以上5种工作状态下，直流入侵导致的励磁电流和一次绕组电流畸变和谐波分布、一次绕组电流峰值和各次谐波与直流电流的关系曲线、不同运行方式对直流偏磁的影响。试验发现，变压器直流偏磁将导致空载电流畸变，空载电流峰值及各次谐波随直流电流的增加直线上升。谐波阶次越低，增加速度越快。变压器负载情况下，功率越大，奇次谐波随直流的变化增加速度越慢，偶次谐波增长速度基本不受负载的影响。利用非线性磁滞回线与励磁电流波形的关系，对试验模型进行了仿真计算，同时得到了变压器铁心无直流偏磁和有直流偏磁下的磁滞回线。计算模型建立在Jiles-Atherton理论基础上，计算与试验吻合较好，验证了变压器非线性模型的有效性和正确性。     

组合式三相逆变器输出变压器直流偏磁的抑制

本文针对数字化多环控制下组合式三相逆变器输出变压器的直流偏磁问题,详细分析了直流偏磁对逆变器的影响。结合基于ABC坐标系下重复控制加电压电流双环控制的多环控制方案,提出了一种针对多环控制的直流偏磁抑制策略。在一台额定功率为500kVA的组合式三相逆变器上进行了实验验证。实验结果证实了该策略对直流偏磁问题抑制的有效性和实用性。     

变压器直流偏磁研究

在电力系统中,很多变压器接地的中心点都存在着直流电位差,这种电位差导致了直流偏磁现象。直流偏磁对变压器产生了很多危害,因此,对于变压器设计、制造和使用部门来说,都对直流偏磁下电力变压器的运行性能非常重视,基于此,对变压器直流偏磁进行了研究。     

变压器直流偏磁场路耦合计算中的磁化曲线拟合

采用基于分段函数拟合磁化曲线的改进方法,考虑不饱和励磁的非线性,求解三维棱边有限元磁场。采用时域场路耦合方法计算变压器直流偏磁时的瞬态电流和动态电感,分析其变化规律和对应关系。讨论不同磁化曲线拟合方法计算直流偏磁的效果,研究不饱和励磁非线性对耦合参数和伏安特性的影响。通过与实验数据对比,分析所提方法的误差,验证分段拟合方法具有更高的准确性。     

单相变压器直流偏磁励磁电流仿真分析

通过铁心的非线性磁化曲线JilesAtherton理论,在MATLAB软件环境里建立了变压器铁心的仿真模型并利用该模型分析了直流偏磁大型单相变压器开路时励磁电流的波形特征。结果表明,随流入变压器的直流电流I0增加,励磁电流畸变愈重,并在I0增大到一定程度后严重半周饱和,其谐波分量越来越大且出现I0增加快速增长的偶次(主要是2次)谐波。     

三相五柱变压器空载直流偏磁的计算分析

由于地磁暴在大地产生感应电流以及直流输电系统单极性运行方式与大地形成回路,使得直流电流进入变压器中性点,造成变压器直流偏磁,电流发生畸变,产生谐波。文中在已经研究过的单相特高压变压器直流偏磁计算的基础之上,以230 kV三相五柱式变压器为例,依据单相变压器和三相变压器电路、磁场的区别,利用变压器磁场模型与电路模型建立微分方程,对三相变压器的直流偏磁进行了计算分析。为使计算结果能够快速稳定,在电路中人为串联大电阻,并在计算完成后使用电压补偿的方法将串联电阻所分电压补偿在电路中,根据计算结果可知,电压补偿可以较好的消除由于串联电阻所带来的波形偏移现象,补偿后的结果可以较好的分析三相五柱变压器直流偏磁现象,为三相五柱变压器的直流偏磁耐受能力及其变压器保护提供了参考。     

变压器直流偏磁及直流偏磁变电站的安全运行

分析变压器直流偏磁和直流偏磁变电站的安全运行,提出抑制变压器直流偏磁的常用方法。     

变压器直流偏磁的仿真研究及限制措施

对高压直流输电系统接地极电流对中性点接地变压器的影响进行了研究。以实际工程中广泛应用的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理为基础建立变压器模型进行电力变压器直流偏磁的仿真研究,结果较好地反映了励磁电流波形和幅值的变化对变压器的不利影响;提出了在变压器中性线串联电容器并设置其旁路电路等措施,分析说明该措施能有效地限制直流偏磁现象。文中介绍的模型和措施可分析处理变压器直流偏磁导致的铁耗、铜耗以及噪声增大等问题,实例的仿真结果证明了该方法的正确性。     

直流偏磁下的变压器振动仿真与试验

针对变压器实际运行中经常会出现振动异常现象的问题,结合变压器铁心和绕组的振动机理,给出了变压器铁心和绕组所受电磁力方程和位移方程。利用COMSOL电磁场模块中的瞬态电流源建立电场模型,然后选择感应电流单元以电场模型计算结果作为激励源建立磁场模型,实现第一次电磁场的耦合建模。利用结构力学模块中实体应力应变部分建立结构力场模型,将电磁场耦合计算出的电磁力结果作为载荷加到力场模型中,实现第二次耦合,并最终得到发生直流偏磁时变压器内部磁通密度、机械应力分布、张力分布以及位移场分布的变化规律。通过搭建变压器振动试验平台,验证了铁心振动仿真模型、绕组振动仿真模型的正确性。     

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。     

直流偏磁下变压器谐波特性的仿真分析

<正>高压直流输电系统采用单极大地回路运行时,会有部分直流电流注入中性点接地的变压器,流入交流输电系统。因此,在变压器内部产生直流偏磁效应,直流偏磁使变压器铁芯半周饱和,在励磁电流中产生大量谐波。这不仅增加了变压器的无功消耗,而且可能引起保护继电器误动作,最终导致对变压器本身和其所在的电力系统产生干扰。由于变压器一般设计磁感应强度在铁芯基本