场路耦合方法在大型电力变压器三维瞬态有限元分析中的应用

提出一种三维瞬态场路耦合有限元分析方法计算变压器结构件的三维漏磁场及损耗,该方法能够考虑铁磁材料非线性各向异性的电磁特性。以TEAM Problem 21C-M1模型为例,通过磁屏蔽和导磁钢板涡流损耗的计算,表明计算结果和测量结果基本吻合,验证了该方法的正确性。并将该方法应用于一台大型单相自耦电力变压器的数值计算中,结构件损耗的计算误差为3.64%。验证了本文提出方法的正确性和可行性,使得大型电力变压器三维漏磁场及结构件损耗的准确计算得以实现。

基于有限元的大型电力变压器油箱漏磁场分析及结构优化

本文中作者通过总结大量产品的磁屏蔽制造经验,结合有限元分析,提出一种优化的油箱磁屏蔽结构。并对一台大型电力变压器优化前后的损耗实测对比,验证了新结构的有效性。

智能变电站变压器保护系统可靠性研究

随着我国智能电网的逐渐发展,智能变电站已经成为了电网运行过程中必不可少的一个重要部分。与传统变电站继电保护系统相比,智能变电站的优势更为明显,智能变电站具有技术水平先进、运行成本低廉、后期维修便捷等特点。文章针对智能变电站变压器保护系统可靠性进行了系统的研究,从而为我国智能变电站的发展应用提供一份坚实的理论基础。

预装式变电站在核电工程中的设计应用

针对核电施工现场用电箱变的特点,在功能配置、箱变结构、箱体设计制作、通风散热及控制保护系统方面进行了典型的实例设计分析。运行在各核电站的138台箱变表明,该产品安全稳定可靠,能满足现场工程环境使用。

降低66kV变电所用变压器的局部放电

从结构设计和工艺制造两个方面介绍了降低66kV变电所用变压器局部放电的设计思路。并通过实例验证了所采用方法的有效性。

大型变压器线圈涡流损耗的有限元计算

采用线性轴对称正弦稳态场的有限元法对变压器线圈的涡流损耗进行了研究,并对实际产品进行了计算。编制了适用于任意计算场域的自动剖分程序,正弦稳态场的计算程序,涡流损耗的计算程序。

海外输变电工程项目管理研究

伴随着我国改革开放的大踏步发展,以及全球经济一体化的日益加深,当下我国国内期望开拓国际市场、开展国际经济贸易的企业相继增多,其中开拓海外输变电工程市场就是最为典型的实例。然而国内与国外的输变电工程存在着极大的差别。所以为了加强国内相关企业在海外承接建设输变电工程的能力,加深加强探究海外输变电工程项目管理就显得尤为必要。

不同预处理条件下变压器线圈压缩性能研究

为了研究在不同预处理条件(未干燥、干燥后浸油)下变压器线圈的压缩性能变化规律,基于材料压缩理论和变压器工作原理,通过电子万能试验机分析了影响线圈材料性能的因素。通过试验分析了线圈压缩性能的变化规律,采用曲线拟合的方法,对试验获得的数据进行公式描述,进一步研究了变压器线圈压紧后的刚度值变化,推导了轴向载荷下线圈的刚度模型,对曲线突变的情况进行分析,为变压器绕组的压紧过程提供理论和实验支撑。

智能化技术在变压器故障诊断中的应用

为了提高变压器的运行可靠性,传统的定期维修制度和离线试验被广泛运用。然而,这些方法虽然能够在一定程度上发现潜在问题,但它们的盲目性和资源浪费性及可能无法及时发现并解决隐藏缺陷的局限性,使得人们需要寻求更为高效的故障诊断方法。当前,智能化技术已经在变压器故障诊断中展现了较大的潜力和应用价值。文章分析了智能化技术在变压器故障诊断中的应用与发展,以期为相关人员提供参考。

基于移动终端的输变电工程施工风险管控研究

从实际上来看,输变电的建设工程自身即具有较高的风险,并且因为其属于一项野外作业,所以施工作业点通常较为分散,在工程进度持续推进的过程中,作业人员的位置也会不断发生变化,所以对于施工现场来说,难以对其中的安全风险进行准确的掌控。与此同时,我国已经基本进入信息化社会,信息技术在各行各业之中的应用越来越广泛,移动终端也就能够在输变电工程之中产生越来越重要的影响,所以将移动智能终端作为载体,针对作业点的风险进行预控,并针对工作人员到岗到位情况进行监督,有利于促使输变电工程的施工现场开展更加科学合理且有效的安全风险管控工作。

输变电工程项目管理实行“AB”项目经理制度的管理创新探索

传统的项目经理负责制的项目管理模式,即项目经理对公司负责,项目部团队成员由项目经理挑选。项目团队进驻施工现场后,项目经理不得不指派专人负责或亲自上阵协调地方政府、相关主管部门的关系。往往存在“人生地不熟”的窘境,前期工作开展处处碰壁,临时建立的关系人力成本、金钱成本、时间成本非常高,且效果不佳。基于此,本文通过公司一个项目执行的全过程案例,剖析了“AB”项目经理制度的制定、职责分工、工作内容和工作方法,在实践中取得了良好的效果,为国内相似工程的施工管理提供一个全新的思路。

变压器智能扭矩装配系统研究

变压器生产中多次出现因螺栓紧固造成的铁心振动噪声超标、接地线悬浮放电、引线虚连产生局部放电等问题,为解决上述问题,从螺栓紧固标准力矩值和拧紧顺序2个关键方面进行研究管控,为保障螺栓力矩值和拧紧顺序正确执行,结合变压器产品特点设计开发智能扭矩装配系统。首先,基于铁心振动、噪声、空载损耗、局部放电等变压器关键试验参数对螺栓拧紧力矩值进行研究,规定不同位置的螺栓力矩值;其次,基于铁心装配体的固有频率,确定螺栓组拧紧顺序,并应用于整体和局部顺序;再次,为指导工作人员操作开发工艺路线+工艺图的工艺制造模型,通过扭矩工作站显示三维工艺图指导生产;最后,设计了装配系统五位一体信息管控架构,即“MES系统+扭矩中央系统+扭矩工作站+扳手校验系统+终端执行系统”,用以指导变压器科学装配并实现螺栓拧紧数字化全流程闭环管控。

变压器–套管体系地震响应机理振动台试验研究

变压器是重要的变电站设备,然而在地震中会遭受各种形式的破坏。由220 k V套管和变压器组成的体系为试验对象,进行变压器–套管体系振动台试验,测得满足IEEE 693需求反应谱的地震波激励下的体系关键位置的地震响应;以El Centro波激励下体系的地震响应为例,分析加速度和位移响应沿体系高度的分布情况;最后探讨变压器升高座和套管的地震响应机理。得到体系基本动力特性,且在峰值为0.3 g地震波激励下套管法兰出现渗油、垫片松动震害。分析表明:当套管法兰抗弯刚度较大时,变压器箱体箱壁的面外刚度不足引起套管动力响应放大和升高座摆动,套管振动与升高座摆动耦合在一起,两者绕升高座根部整体摆动;然而套管法兰刚度变小时,套管绕其根部法兰开始摆动,套管振动与升高座摆动耦合作用变弱。

基于非平均热源的油浸式变压器2维温度场分析

为了更准确地研究油浸式变压器温度场分布,考虑磁场损耗分布不均匀性和温度对媒质物性参数的影响,提出一种基于非平均热源的多物理场耦合计算方法。该方法结合了有限体积法和有限元法的优点,采用有限体积法分析变压器流场分布,采用有限元法研究变压器温度场分布,并在有限体积法和有限元法中分别加入迎风格式,可有效避免计算过程中产生的非物理振荡。通过数据映射方法,将磁场损耗分布映射到温度场的计算网格中,得到温度场分析的非平均热源。针对换流变压器2维简化模型,分别用该算法和多物理场仿真软件Comsol计算了流体场和温度场,2种方法得到的速度峰值最高差≤0.03 m/s,最高温度相差≤3 K,验证了该算法的有效性。此外,还对比分析了平均热源和非平均热源条件下的温度场分布,分析结果表明,与平均热源方法相比,非平均热源的计算结果与理论分析更相符,可为变压器的寿命预估与热点预测提供参考。

超高压变压器铁芯硅钢片磁致伸缩力数值计算

超高压电力变压器本体振动噪声主要来源于铁芯磁致伸缩,为了准确计算变压器铁芯磁致伸缩效应,提出了基于磁致伸缩力–热应力比拟的数值计算方法。首先采用ANSYS有限元分析软件建立电力变压器3维瞬态电磁场数值计算分析模型,通过求解提取铁芯每个节点不同时刻的的磁密值;其次根据磁致伸缩力–热应力的比拟,加载试验测得的硅钢片磁致伸缩特性曲线,计算得到铁芯不同时刻各个节点的磁致伸缩力;然后将铁芯磁致伸缩力导入到结构场和声场计算模型中,求得铁芯本体的振动位移及其声压分布;最后对通过减小磁密来降低铁芯本体振动噪声的效果进行了分析,并对比了不同磁密下铁芯本体振动噪声的强度与分布,证明了该方法的有效性,对比结果表明铁芯磁密降低0.05 T,其声压最大值降低约1.26 d B。

轴向双分裂发电机变压器漏磁场及穿越短路阻抗计算与分析

由于轴向双分裂发电机变压器绕组结构复杂,其短路阻抗较难准确地计算。为此,以1台轴向双分裂发电机变压器为例,建立了漏磁场和等效电路模型,对其进行了3维和2维漏磁场分析。并采用漏磁链法和场路耦合方法进一步计算了不同工况下的穿越短路阻抗以及分裂支路电流分配问题,将计算结果与实验值进行对比分析。结果表明:对于短路阻抗的计算,采用场路耦合的3维有限元法比2维有限元法及漏磁链法更接近实验值,3维有限元法计算误差<2%,而漏磁链法最大误差达到了7.2%;与漏磁链法相比,3维有限元法能够更精确地计算变压器的漏磁场以及分裂支路电流分配问题。对分裂变压器短路阻抗的计算研究为分裂变压器的合理设计提供了参考依据。

一种考虑硅钢片旋转损耗的三相变压器铁心损耗简化计算方法

为了提高电工钢片旋转损耗的计算效率,该文提出一种简化有限元计算过程的变压器铁心旋转损耗计算方法。该方法以单片电工钢片旋转损耗的测量结果为输入数据,在有限元计算过程中,用两条正交的B-H磁化曲线模拟晶粒电工钢片的各向异性,利用牛顿–拉夫逊法求解非线性有限元方程;再依据各离散单元磁通密度的计算结果查找相应的旋转损耗测量曲线,得到铁心损耗分布。通过对比变压器铁心模型的仿真结果和实验测试结果,验证了该方法的有效性。

大规模工程涡流场有限元计算的困境与展望

精确计算涡流场分布及其在导电材料中产生的损耗,对于电工设备的优化设计与安全运行至关重要。在现阶段,特大型电机、变压器等电工设备中的三维工程涡流场有限元分析存在计算规模大、计算时间长和计算精度不能满足工程精度要求的问题。该文主要从计算方法的层面分析这类问题的研究现状和关键难点,介绍诸如叠片铁心材料特性的传统和改进型均匀化模型、子问题扰动有限元法、区域分解法、单元级别的并行有限元法等针对上述问题的研究对策,分析不同方法的优点和局限性,并提出对今后进一步研究策略的建议,作为快速、高效地实现三维工程涡流场大规模计算任务的参考。

变压器–套管体系基础隔震振动台试验

为解决在近期地震中大型变压器遭受严重破坏的问题,利用复合隔震支座系统对一个变压器–套管体系进行了基础隔震振动台试验研究。首先用叠层橡胶支座和滑移橡胶支座组成的复合隔震支座系统对一个变压器–套管体系进行了基础隔震设计布置,然后开展了该变压器–套管体系在白噪声和汶川地震的卧龙波、清平波和曾家波激励下的振动台试验研究,得到了该体系的动力特性和关键部位的地震响应,并对比分析了该变压器–套管体系采用基础隔震与未隔震的地震响应。试验结果表明:与未隔震体系相比,基础隔震变压器–套管体系的加速度和应变响应减小到其未隔震体系时的1/2以下,同时在一定程度上放大了隔震体系的位移响应,但该体系在幅值为0.4g的地震波作用下的套管顶部相对台面的位移<60 mm。复合隔震支座系统减小了地震动向变压器–套管体系传递,过滤掉了地震波中的高频成分,避免了与变压器–套管体系发生类共振,减小了地震响应。该试验研究验证了采用复合支座系统基础隔震变压器–套管体系的有效性,对于采用复合支座系统基础隔震的变压器可以考虑降低1度抗震设计要求。

直流输电±800kV换流变压器的绝缘结构分析

介绍了±800kV换流变压器绝缘结构的计算分析方法。