考虑边界磁密分级的节能型卷铁芯损耗计算方法

铁芯损耗计算是节能型变压器优化设计阶段重点关注的内容。现有的分析方法往往只考虑了铁芯内涡流本身的去磁效应,而未顾及各个层级边界磁通密度分级的情况。对于大型卷铁芯,这种差异带来的电磁计算误差不可忽略。因此,需要增加对各级硅钢片边界磁通密度不均匀分布性质的讨论,以更好地服务于损耗计算。考虑了硅钢片晶粒取向、绝缘涂层的导磁性能,严格按照卷铁芯卷片分级构建了磁路网络,通过合理的近似方案得到了不同层级边界磁通密度的解析表达式,结合卷片数各异的有限元分析明确了截面边界磁通密度非均匀分布的演变规律,以此为标准,验证了所提分级磁路模型的有效性。最后,将磁路模型引入到实际节能型自耦变压器铁芯损耗的计算,对经典公式包含的磁通密度参数进行修正,并与空载损耗的测量值进行了对比,结果表明,参数优化后的损耗公式具有更高的计算精度,平均误差低于5%。

典型故障下自耦变压器分裂式绕组的频率响应特征

基于搭建的自耦变压器分裂式绕组故障模拟试验平台,在各独立绕组上模拟短路和轴向移位2种典型故障,测试无故障、典型故障下分裂式绕组的整体频率响应和各独立绕组的频率响应;计算特征频带内故障时相对于无故障时频率响应频率和幅值的偏移量,并模拟分析绕组故障下电气参数,探究频率响应特征及其变化机理。结果表明:在0~100 kHz低频段,整体频率响应幅值随短路故障程度的增加而增大,但轴向移位不变;在90~110 kHz特征频段内,整体频率响应第1波峰幅值偏移量在S1,C,S2绕组短路时依次增大,频率偏移量均增大;第2波谷幅值偏移量在S2绕组移位下增大,S1绕组移位下基本不变,C绕组移位下减小,频率偏移量在S1和S2绕组移位下基本不变,C绕组移位下增大;短路故障下纵向等值电容和自感均减小,导致中频段整体频率响应幅值减小;S2绕组移位时对地电容增大,导致第2波谷幅值偏移量最大。

变压器绕组振荡波建模及轴向移位故障分析

从变压器自身属性分析了振荡波的机理,针对一台三绕组变压器搭建了有限元模型得到了绕组电气参数矩阵,基于绕组集总参数电路建立了全电容、电感矩阵参数下的振荡波时域数学模型,通过将仿真曲线与实测曲线进行对比验证了模型的有效性。然后以轴向移位故障为例,分析了轴向移位故障下变压器绕组参数的变化规律及其与振荡波之间的映射关系,重点分析了轴向移位故障下振荡波极值点的变化规律。研究结果表明:轴向移位故障下电容参数的变化对于振荡波有显著的影响,振荡波极值点幅值偏移量较大;随着故障程度的加深,振荡波的波峰、波谷逐渐向上偏移。

牵引变电所三维演示培训系统的研究与实现

变电站三维仿真培训系统是现阶段教学培训的主流形式。针对现今培训系统的局限,开发了牵引变电所三维演示培训系统。采用3ds Max搭建牵引变电所三维模型,OSG进行场景节点组织和模型层次细节优化。通过OSG编程实现场景自由漫游、场景物体拾取、刀闸开闭等动态交互功能,同时搭建后台实时数据库以便于更多拓展应用平台的开发。提出了基于粒子运动轨迹模拟高压放电电弧击穿特效的方法,并借助OSG粒子系统仿真实现。

频变特性下自耦变压器绕组FRA建模研究

以1台含梯级叠铁心自耦变压器的分裂式绕组为研究对象,通过数值计算和均质化建模获得频变下含梯级叠铁心的导磁特性;然后,运用有限元软件计算绕组电感和电阻的频变特性;再以变压器绕组线饼为单元,在MATLAB中建立考虑频变特性的绕组状态空间方程的解析模型,计算正常及轴向移位故障下绕组的频率响应;最后,通过实验验证模型的正确性。结果表明:随着频率的逐渐增大,变压器叠铁心的各向异性相对有效磁导率和绕组的电感均逐渐减小,而绕组的电阻逐渐增大;理论值与实测值对比,正常、轴向移位故障下绕组频率响应曲线变化趋势一致,这2种情况下考虑频变特性的谐振点频率最大误差分别为-3.35%和5.42%;考虑和未考虑叠铁心梯级影响时,谐振点频率最大误差分别为-3.35%和-8.48%。可见,考虑叠铁心梯级影响后再均质化建模可提高绕组频率响应的建模准确度,有效提高了绕组电感参数计算精度,解析获得频率响应曲线也更加准确。