无触点有载调压配电变压器可靠性技术的分析与应用

变压器有载自动调压是解决电力系统电压偏移的有效措施,如今无触点有载调压变压器技术已经成为电力系统智能控制领域研究的重要课题之一。本文主要是以无触点有载调压变压器调压的可靠性为研究对象,以50k VA配电变压器为例,应用单片机控制晶闸管开关,实现变压器的有载调压。系统方案针对影响调压可靠性的因素进行了分析,并针对这些问题提出了相应的改进方案,使变压器有载调压的可靠性得到提高。     

配电变压器无触点有载自动调压的一种新方案

配电变压器无触点有载调压技术对稳定电压具有重大意义。有载调压控制系统的耐压问题是限制无触点有载自动调压配电变压器工程应用的关键因素,上电时无触点配电变压器的自启动是另一难点。为解决这2方面的问题,文中设计出一种配电变压器无触点有载自动调压的新方案,其控制系统的电源和测量电压均取自高压(10 k V)分接头,解决分接开关与控制系统的耐压问题;分接开关和控制系统采用悬浮地技术解决对地耐压问题;采用无源自取能触发方式,并利用一组有载调压分接开关在配电变压器上电时实现自启动。模拟实验、理论分析以及近一年的运行试验考核表明,该方案可较好地解决耐压问题,且启动可靠,稳压效果平稳,具有实际应用价值。     

具有保护功能的配电变压器无触点有载自动调压分接开关

为防止有载自动调压分接开关(OLTC)的电力电子组件击穿而引起调压绕组短路进而导致OLTC损坏,设计了一种应用低压空气开关对调压绕组进行过流保护的无触点OLTC。通过低压空气开关、监控系统、触发电路的配合,实现当任一组电力电子组件被击穿时,有载调压功能退出,变压器自动恢复到额定分接头继续运行,从而保证了供电可靠性。实验结果表明,所设计的无触点OLTC在配电变压器一次侧出现环流时,能对调压绕组起到保护作用,使变压器可以在额定分接头下继续工作;在配电变压器正常运行时,所设计的无触点OLTC能根据负载电压变化自动调节变压器输出电压。     

有载调压变压器的Petri网建模与分析

针对Petri网模型具有建模灵活、系统性能分析能力强等特点,以及有载调压变压器的控制器具有离散动作、延时调节等动态特性,提出1种新的有载调压变压器的控制器Petri网模型.首先分析有载调压变压器的混杂调节特性;然后,利用Petri网理论建立有载调压变压器的控制器离散模型;最后,分别在无功功率充足和无功功率不足的情况下,...     

基于晶闸管的配电变压器有载分相调压系统设计

为解决由配电变压器不对称运行所引起的低压侧电压偏移的问题,提出了一种基于晶闸管的配电变压器有载分相调压系统设计方案。该系统应用无触点开关晶闸管作为有载分接开关,根据监测到的低压侧各相电压的波动,控制高压侧分接头的切换,在有载的情况下自动调节配电变压器各相输出电压。应用MATLAB搭建仿真模型,针对三相负荷不平衡的情况进行分相调压的仿真分析,结果验证了方案的可行性。研制了系统样机,并对样机进行了现场模拟测试。结果与现有的调压机构相比,所设计系统可以均衡配电网三相电压且过渡波形质量高。     

有载调压变压器的参数对其动态特性影响的比较仿真研究

利用有载调压变压器的离散连续模型,对在系统中所处情形完全相同的两台有载调压变压器的长期动态行为进行了仿真,研究了有载调压变压器参数对其动态特性的影响,巧妙而直观地得出了结论。     

有载调压变压器对电压稳定性的影响

对国内、外有载调压变压器对电压稳定性的影响研究的现状做了概述,内容涉及到研究的必要性、有载调压变压器的分类及模型、机理分析、OLTC动态,有载调压变压器的参数对电压稳定性影响,负荷模型,运行控制措施等。目的是给读者有一个关于有载调压变压器对电压稳定性的影响研究的初步参考。     

有载调压变压器对电力系统电压稳定性影响的动态分析

提出一种求解非线性代数－微分方程组算法,克服了一般方法中存在的“交接误差”缺陷。还利用该法,采用有载调压变压器离散模型和一般动态负荷模型,在动态范围内探讨了有载调压变压器对电力系统电压稳定性的影响问题,并提出了一些新的看法。     

基于固态继电器的无触点有载自动调压配电变压器的研究与实现

由于机械式有触点分接开关不适合配电变压器使用,几乎所有的配电变压器都采用无载调压。本文介绍一种使用电力电子元件—固态继电器作为分接开关的在单片机控制下实现有载自动调压的配电变压器的基本结构,基本工作原理和设计方法以及实验结果。通过实验室模拟实验表面,采用固态继电器作为无触点分接开关可以实现快速频繁的有载调压,且具有谐波污染小,造价低的优点。     

有载调压变压器的参数对其动态特性影响的比较仿真研究

利用有载调压变压器的离散－连续模型,对在系统中所处情形完全相同的两台有载调压变压器的长期动态行为进行了仿真,研究了有载调压器参数对基动态特性的影响,巧妙而直观地得出了结论。     

变压器分接头对电压稳定的影响及动作限域的构成

本文运用带负载变压器分接头转换器的非线性关系,用阻抗性负载及退耦的无功－电压关系,对Ｍ重ＯＬＴＣ网络模型的电压稳定域作了分析,通过合并多维矩形域的方法形成分接头的动作范围。最后对２ＯＬＴＣ系统的稳定域的形成作了较详细地分析。     

Condition assessment of power transformer on-load tap-changersusing wavelet analysis

The operation of a power transformer on-load tap-changer (OLTC) produces a well-defined series of vibration bursts as its signature. Due to the harmonic and nonstationary nature of the transient vibration signal, traditional frequency and time-frequency techniques are on longer effective for characterization of this type of vibration signals, as the localized time domain features, such as delays between bursts, the number of bursts, and the strengths of bursts, are essential for the condition assessment of OLTC. A wavelet transform based technique is developed in this paper to characterize the OLTC vibration signals. This technique gives a simplified format for displaying and representing the essential features of the OLTC vibration signatures. Application results from a selector type OLTC demonstrate that the features extracted in the wavelet domain can be utilized to provide reliable indications of the actual heath of an OLTC     

考虑相邻时段投切次数约束的动态无功优化启发式策略

在开关日动作次数约束基础上,考虑分接头挡位的相邻时段动作次数约束,建立了一种更加实用的动态无功优化新模型。按照"先投先切、后投后切"原则,将同一母线的多个电容器组等效为1个集中变量,并根据其中的电容器组个数来确定等效变量的动态约束值。由此,既满足了电容器的实际动态约束,又减小了模型的变量规模。在求解动态无功优化问题时,以混合智能算法为基础,提出处理动态约束的启发式调整策略,采用稀疏技术,有效提高了算法的效率。IEEE14与IEEE30节点系统和一个实际系统的仿真结果验证了所述模型的正确性和算法的有效性。     

有载调压变压器影响电压稳定性的仿真研究

利用中长期电压稳定时域仿真程序,计算分析有载调压变压器分接头调整对电力系统电压稳定性的影响。研究了有载调压变压器分接头的调节作用对变压器一、二次侧电压的影响与恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷以及电动机负荷等不同的负荷类型的关系。对于恒阻抗和恒电流型负荷,在变比上调恢复副边电压的情况下,负荷功率恢复,又使原边电压下降,可使系统功率失去平衡;而对于恒功率负荷和电动机负荷,OLTC的变化不会引起负荷功率的恢复,OLTC的变化对系统电压稳定有利;同时研究了对于一般电压敏感和具有动态恢复特性的负荷,反调分接头对电压稳定性的影响。最后提出了分接头调节的策略。     

多OLTC协调动作对电压稳定影响的定量评估方法

为定量评估复杂系统中多台有载调压变压器(OLTC)调节对系统电压稳定的影响,根据非线性方程极值分析原理,推导出了网络传输功率极限的必要条件,提出可以评价负荷节点电压稳定性的法向阻抗模裕度指标(NIMMI)。基于法向动态等值阻抗模,提出了可以动态跟踪系统节点间联系紧密性程度的电气耦合系数指标。针对含OLTC的非线性电力系统特点,考虑变比的影响,在牛顿-拉夫逊法求解潮流方程组的基础上,对初始状态下使潮流计算收敛的雅可比矩阵进行修正,计算节点动态等值参数,并进一步提出了计及负荷特性和OLTC调压效应的NIMMI。所提出的NIMMI能精确地量化分析复杂系统中多OLTC协调动作对电压稳定的综合影响,可以作为全网OLTC协调动作方案及变比调节范围的合理性评价依据。电气耦合系数指标能准确有效地识别出电压失稳速度较快的关键节点。最后,通过IEEE 14节点系统的仿真结果验证了分析方法的有效性和正确性。     

变压器有载调压对电压稳定性影响的仿真研究

利用中长期电压稳定时域仿真程序,计算分析变压器有载调压分接头调整(OLTC)对电力系统电压稳定性的影响。研究了有载调压变压器分接头的调节作用对变压器一、二次侧电压的影响与恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷以及电动机负荷等不同的负荷类型的关系和负荷快速增长可能引起电压崩溃的情况,提出了分接头闭锁与不闭锁的策略。     

计及感应电动机励磁电抗的有载调压效应

计及感应电动机的励磁电抗,导出了负荷最大功率的表达式,在有载调压变压器(OLTC)变比的正常调节范围内得到了负荷最大功率的不同变化趋势。通过分析不同趋势下OLTC变比调整对两个临界点(正负调压效应的临界点和电压稳定状态改变的临界点)相对位置的影响,解释了OLTC负调压效应引起电压失稳的机理,并指出了负调压效应对电压稳定性影响不确定性的根本原因。针对空调负荷增长引起的电压失稳问题,给出了相应的OLTC紧急控制原则。     

Evaluation of control sequence for improving voltage stability in power systems

This paper addresses an investigation of control sequence for improving voltage stability in power systems. The controllers include transformers (step-up, EHV and on-load-tap-changer (OLTC)), generators, and shunt capacitors. Dynamic simulations are performed first for a typical five-bus system covering the above mechanisms: (1) the time constants for the EHV transformer and the OLTC transformer are evaluated first; (2) the generator voltage and the step-up transformer are utilized to evaluate the performance; (3) the effectiveness of the shunt capacitors at load buses and at EHV buses is assessed; (4) the effectiveness of lock of the OLTC is examined; and (5) finally, the system voltage evolutions with different starting times for both EHV/OLTC taps are compared to ensure a proper control action. Based on the above results, a set of 12 dynamic simulations is used to explore the control sequence for effectiveness in improving voltage stability. It is found that the best control sequence is as follows: generator voltages, shunt capacitors at load buss, EHV transformer taps and then OLTC taps.     

基于卷积神经网络的变压器有载分接开关故障识别

为进一步提高变压器有载分接开关(OLTC)故障识别的精度,从OLTC切换过程中振动信号递归图的纹理特征出发,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的变压器OLTC故障识别方法。首先根据OLTC振动信号的相空间分布,基于相点距离映射构建了OLTC振动信号的距离映射递归图(DMRP),然后通过合理选取CNN的网络层数、卷积核尺寸等结构超参数和对卷积核进行降维处理,提出了基于CNN的OLTC故障识别模型。对某CM型OLTC正常与典型故障下振动信号的计算结果表明,DMRP能自适应地对振动信号的相空间相点分布进行描述,所提出的识别模型对OLTC的典型故障均具有良好的识别性能,尤其在轻微故障的识别上相比于现有方法准确率提升了至少10%。     

基于全电力电子OLTC的HUPFC运行特性分析及控制

柔性交流输电系统(flexible alternative current transmission systems,FACTS)装置如混合式统一潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HUPFC)可调节线路潮流,有效提升输电网络的传输容量。为解决传统HUPFC中使用机械式有载分接开关调压带来的诸多问题,文中提出基于全电力电子有载分接开关的快速电磁式HUPFC。首先,针对其工作特性进行研究,并提出抑制开关切换过程中产生过压的方法。然后,根据不对称级电压Sen变压器的工作点合成方式存在自由度,实现一种开关切换次数最少的抽头选择策略,并给出从潮流指令改变到开关切换调压的详细步骤。最后,在Simulink中搭建220 kV双回线路仿真模型,对比快速电磁式HUPFC与传统HUPFC的潮流调节过程及结果。结果表明,全电力电子开关在响应速度和降低调节过程中的功率波动等方面更具优势,验证了快速电磁式HUPFC的可行性。