特高压直流换流阀饱和电抗器振动声纹特性与松动程度声纹检测方法

饱和电抗器作为特高压直流换流阀的核心装备,运行中产生的振动声音包含大量的信息,其状态评估对换流阀的安全运行具有重要意义。该文提出一种基于优化S变换和改进深度残差收缩网络的饱和电抗器铁心松动程度声纹识别模型。首先开展了高频脉冲激励下的饱和电抗器振动试验,并测量了不同铁心松动程度下的声纹信号;其次在声信号频谱主值区间内,根据能量聚集性优化高斯窗参数来提高声纹图谱的时频分辨率;然后对松动后的声纹特性进行分析,发现高低频比和低频分量主频占比两个特征指标仅能对松动程度较高的状态做出预警;最后采用五个不同方位测点的铁心松动数据代入基于自适应参数修正线性单元的改进深度残差收缩网络中进行训练,来消除声纹图中的冗余信息,并对不同松动程度下的特征进行独立映射,从而增强共同特征的学习能力。研究结果表明,该文模型对电抗器不同铁心松动程度的平均识别准确率达到95.93%,优于传统深度学习算法,可为饱和电抗器在线监测提供重要依据。

一种方形壳体式新型饱和电抗器研制与工程应用

饱和电抗器作为晶闸管换流阀的核心部件,主要用于抑制电流变化率、在高频电压冲击下分摊硅堆电压以及均衡换流阀电压分布的作用。西门子技术饱和电抗器结构复杂、水路接口多,随运行时间增加,工程中已多次出现漏水、二次电缆磨损、铁心硅钢片脱落、母排发热等问题,严重影响了直流系统安全稳定运行。文中以解决上述问题为目标,提出了一种用于工程改造替换进口电抗器的方形壳体式饱和电抗器设计方案,从饱和电抗器的关键参数设计、结构设计、水路设计和试验4方面,介绍了新型饱和电抗器的技术特点、性能指标和试验情况。该型饱和电抗器已在中国贵广和向上等直流工程中实现进口电抗器的批量替换,性能稳定,运行情况良好。同时也为后续新的高压直流工程换流阀设计提供了一种新的电抗器方案。

磁饱和式可控电抗器的等效物理模型及其数学模型

概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理。根据磁饱和式可控电抗器两个铁心及绕组的结构完全对称以及它们工作状态在正负半周里呈镜像对称的特点 ,利用傅里叶级数分析方法分析了各支路电流谐波分量及其关系。通过对两种结构形式的磁饱和式可控电抗器电磁方程的推导和比较 ,发现它们的数学本质是一致的 ,由此得到了磁饱和式可控电抗器的一种比较简单的等效物理模型。通过引入绕组端口等效磁通的概念建立了它的数学模型。该数学模型概念清晰 ,重点突出 ,形式简单 ,有利于磁饱和式可控电抗器理论的统一分析 ,且对设计研究具有一定的理论指导意义。

饱和铁心型桥式故障限流器的性能参数设计与实验

为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效提高了限流器的限流效果。首先分析饱和铁心型桥式故障限流器的工作原理,然后建立限流器的磁路模型,并对限流器性能参数进行详细分析和设计。在此基础上,基于Ansoft建立饱和铁心型桥式故障限流器的场路耦合仿真模型,通过仿真说明其工作原理和良好的性能,并分析不同参数对限流器限流效果的影响。最后研制了一台220V/20A饱和铁心型桥式故障限流器实验样机,实验结果验证了所提结构和方法的有效性。

基于分岔理论的磁阀式可控电抗器匝数比研究

匝数比取值对磁阀式可控电抗器(MVCR)的工作性能有较大影响。匝数比取值合理,能够保证MVCR的端电压瞬间变化时,其工作电流迅速稳定在某一个当前值;若匝数比取值不当,会使MVCR在运行过程中表现出很强的非线性特性,对系统的运行特性造成极大的影响,甚至无法工作。利用非线性动力学的分岔理论,阐述了一种固定周期离散映射的建模方法。首先建立MVCR的离散模型,然后利用该模型计算得到匝数比不同取值时等效工作电流的稳态值。在分析稳态值分岔现象的基础上,给出了匝数比的合理取值范围。仿真结果验证了所提方法的有效性和合理性。

磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用

介绍了磁饱和式可控电抗器基本结构与工作原理,引入开关函数的概念,对可控电抗器工作状态进行分析。根据电路和磁路基尔霍夫定律,提出了一种基于磁饱和可控电抗器等效物理模型的设计方法,给出了单相磁饱和式可控电抗器具体设计步骤。结合铁磁材料的磁化曲线,反复迭代验证,实际设计了一台小容量的实验样机。实验结果表明:所提出的基于等效模型的可控电抗器的设计方法正确,具有方法简捷、概念清晰等优点,对磁饱和式可控电抗器的设计研究具有一定的指模导意义。

单磁芯式可控饱和电抗器仿真研究

为研究可控饱和电抗器的开环输出特性,分析了用于直流比较仪中单磁芯式可控饱和电抗器的结构特点、控制原理和输出特性,在该单磁芯的结构中增加了一个检测绕组,利用多项式和双曲线的混合模型对磁芯的BH磁化曲线精确拟合,并基于MATLAB6.5软件建立了仿真模型,试制了样机。仿真和实验表明,该模型可得出有关直流比较仪中单磁芯可控饱和电抗器的开环输出特性,利于研究与设计最佳结构和电磁参数的直流比较仪。

基于分级磁阀结构的三相磁控电抗器谐波抑制研究

为了降低磁控电抗器MCR产生的谐波对电网的影响,笔者提出将MCR工作铁心设计为分级磁阀结构,并建立了这种铁心结构的磁路等效数学模型。在分析一般磁控电抗器谐波分布特性的基础上,给出了分级磁阀结构电抗器的谐波抵消原理。计算结果表明分级磁阀结构电抗器将现有MCR半极限饱和条件下输入电网的最大谐波电流含量由6%降低到3%。

开关特性饱和电抗器原理及其实验

提出一种开关特性饱和电抗器,它是变压器参数与饱和电抗器性能结合的产物。提出的开关特性饱和电抗器可作为一种交流电路无源开关使用,工作原理简单、可靠,可通过控制电压等级很低的电力电子器件,控制很高电压等级电力系统交流输电回路的开关状态。阐述了这种开关特性饱和电抗器的基本工作原理与基本结构。开关特性饱和电抗器非线性暂态过程的理论分析十分困难;设计制造了220V的实验样机,采用大量实验的方法总结开关特性饱和电抗器变化规律。实验表明,提出的开关特性饱和电抗器原理可行;暂态过程与电流大小有关;在截止过程中,开关特性饱和电抗器具有电流越大暂态过程越短的特性;该特性有利于实现短路电流限制器功能。

磁饱和式可控电抗器在无功补偿中的应用

介绍了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理,以此为补偿元件、晶闸管为执行元件的无功补偿设备可以快速、准确、平滑、合理地调节系统的无功功率,满足超高压、长距离输电和冲击性负荷的供电要求。

电气化铁路瞬时无功信息检测及动态无功补偿系统

介绍了采用瞬时无功理论实时检测电气化铁路的无功信息,用快速响应的磁阀式可控电抗器配合并联电容器组快速调节系统的无功功率,可以减小系统无功潮流.该动态无功补偿系统还具有平滑调节无功功率、造价低、可靠性高等优点.

基于巨磁阻的电力系统三相电流测量及其应用

在叙述了巨磁阻基本原理的基础上,提出了用巨磁阻传感器测量电力系统三相电流的原理和方法,解决了三相电流磁场相互干扰情况下三相电流的测量问题。

考虑ΔE效应的磁控电抗器振动特性分析

在磁控电抗器气隙填充负超磁致伸缩材料能够减振。但是超磁致伸缩材料的杨氏模量E在磁场中会发生变化,即具有ΔE效应。本文针对这一特点,基于有限元法建立了考虑垫块ΔE效应的磁控电抗器电磁-机械耦合模型,对磁控电抗器的振动特性进行了分析,最后对定制的磁控电抗器样机的振动加速度进行了实验测量,仿真和实验结果验证了所建立数学模型的正确性,为电工装备减振降噪提供了理论依据。

高压电机起动的饱和电抗器设计

介绍高压电机起动用饱和电抗器参数的选择及设计方法,并给出了具体例子。

基于模糊神经网络的MCR电压无功控制

针对磁控电抗器MCR恒压/恒功率因数控制模式无法兼顾电压及功率因数的不足,提出综合考虑电压及功率因数的模糊神经网络加权控制策略,详细阐述模糊神经网络控制器的结构及其参数调整方法,设计由恒压和恒功率因数模糊神经网络控制器组成的控制系统,控制MCR输出的感性无功。算例仿真结果表明,该控制系统具有良好的负载跟踪特性,能实时跟踪电网电压及功率因数的变化;与传统PI闭环控制模式相比,具有超调量更小及响应时间更短等特点。

基于ANSYS有限元的磁阀式可控电抗器的磁路模型研究

针对磁阀式可控电抗器的铁心结构,推导了电磁数学模型,并在ANSYS有限元软件中对不同铁心结构的磁阀式可控电抗器在饱和工作状态下的磁场进行了系统地仿真、比较、分析。在此基础上,提出了一种能明显消除边缘效应且漏磁与总损耗也明显下降的磁阀串联分布方式。研究结果表明:磁阀式可控电抗器铁心饱和度只与磁阀截面积有关,与磁阀长度无关。仿真结果与理论分析相一致,说明了仿真方法的正确性。仿真结果说明了这种分布串联磁阀结构电抗器具有巨大的实际应用价值。

直流偏磁下磁饱和电抗器铁心电磁振动分析

磁饱和电抗器能够根据系统传输功率的大小平滑地调节所补偿的无功功率,在电力系统等多种行业得到了广泛的应用。由于磁饱和电抗器铁心磁阀结构的特殊性以及交直流共同激励的工作方式使得其振动噪声相对于其他电抗器更加明显。本文对直流偏磁引起磁饱和电抗器铁心电磁振动问题进行分析。首先对电抗器铁心固有频率进行仿真及模态实验,得到电抗器的各阶固有频率及振型,并得出振动测试关键点位置;然后基于有限元分析建立了考虑电磁力与磁致伸缩效应作用的电磁-机械耦合模型,得到了不同直流偏磁下测试点振动位移时域和频域波形,为在设计上减少电抗器振动噪声提供理论依据与实验参考。

饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响研究

为研究换流阀饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响需搭建换流阀整体仿真模型。基于饱和电抗器结构搭建了其等效模型,再结合端间脉冲电压仿真与实验波形验证等效模型的准确性;研究并给出晶闸管单级宽频等效模型与换流阀阀塔分布电容网络,通过所搭建的换流阀整体模型仿真研究了冲击电压下晶闸管承受过电压情况,给出不同工况时晶闸管电压工作曲线,验证换流阀参数设计的合理性;研究陡波冲击实验时饱和电抗器各参数变化对晶闸管承受过电压的影响,给出饱和电抗器参数设计时重要的参考依据。结果表明换流阀及饱和电抗器参数设计合理,不同冲击电压时晶闸管均工作在安全电压范围内。

基于状态变量法的磁饱和式可控电抗器动态特性仿真

采用状态变量法进行了磁饱和式可控电抗器的动态特性仿真。

饱和电抗器限流波形的特征

饱和电抗器属于产生谐波的一类限流器件。工作于限流状态的饱和电抗器电流波形必然具有电流变化平缓的‘平台’。平台出现的位置取决于直流偏置。限流平台形状是饱和电抗器限流效果的间接度量。