地磁感应电流作用下三相五柱变压器无功功率定量分析

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场-电路耦合有限元计算模型,对不同大小地磁感应电流下的变压器无功功率进行定量分析。通过计算三相五柱空载及额定负载下无功功率的分布以及单相自耦变压器无功功率,发现随着地磁感应电流的增大,三相五柱空载及负载无功功率特性曲线均大体呈线性增加,且单相自耦变压器相较于三相五柱变压器无功曲线对于地磁感应电流更为敏感。并结合不同芯柱结构变压器的磁路特点,分析了无功差异变化的原因。研究结果可为地磁感应电流作用下三相五柱变压器稳定运行提供参考依据。

基于磁流体力学模型与模型预测控制的地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动平抑优化调度

地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至引发电压崩溃而导致大规模停电。该文以地球三维磁流体力学(MHD)模型预测的地磁扰动(GMD)为基础,采用模型预测控制(MPC)方法修正MHD模型计算的无功扰动并调整可控主导节点的注入功率进行优化调度,平抑地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动。该文还以华东超高压、特高压电网为算例,仿真对比了特大地磁暴发生期间电网实施优化调度前后的电压波动,并提出了波动率指标验证了所提方法的有效性,为保证地磁暴期间的电压稳定性和合格率提供了指导。

直流偏磁对特高压交流变压器漏电感影响的分析

本文作者基于棱边有限元法建立了特高压变压器的时域场路耦合模型,通过对电路模型解耦,建立了自耦变压器的T型等效电路,求得其等效电感参数;通过对磁化曲线的修正,提高了电流的计算精度,得到更精确的直流偏磁下特高压变压器的求解结果。利用单相四柱式自耦变压器试验平台,验证了磁化曲线修正方法的可靠性。结合励磁电流、绕组电流曲线以及磁密曲线,对特高压变压器铁心饱和程度变化的原因进行分析,解释了一个周期内漏电感参数的变化规律;通过不同直流下电流曲线以及漏电感参数曲线的对比,研究了直流偏磁对漏电感参数的影响范围。

新时期足球特色学校发展困境、趋势与思路

一、新时期足球特色学校发展的困境。足球运动,被誉为“世界第一运动”,在全球拥有众多的爱好者和广泛的影响力。近年来,随着中国经济的快速发展和体育事业的持续进步,足球运动越来越受到关注。为进一步提升中国足球的水平和普及程度,国家决定设立足球特色学校,以此推动青少年足球的发展和普及。足球特色学校的建立,不仅有助于培养足球后备人才、普及足球运动,而且促进了体育文化交流。伴随着足球特色学校的不断发展,在新时期也不可避免地出现了一些困境。

基于Stacking集成学习的有源台区线损率评估方法

人工智能及机器学习的发展,为有源台区线损率的评估提供了崭新的思路。提出一种基于Stacking集成学习的有源台区线损率评估方法。从特定系统中提取有源台区数据,采用互信息等方法处理数据中异常值,并建立电气特征指标体系。考虑传统的机器学习与不同思想的集成学习算法之间的差异,综合线性模型与非线性模型,选择线性回归算法、随机森林算法、GBDT算法作为基学习器,构建多算法融合的Stacking集成学习模型。以某省有源台区数据为例,验证了所提方法的准确性和有效性。

换流变压器直流偏磁对油箱涡流损耗的影响

换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗会大幅增加,导致变压器温度升高,威胁其安全稳定运行,因此快速评估直流偏磁下油箱涡流损耗的大小就显得十分必要。该文首先分析了换流变压器在额定和空载直流偏磁状态下油箱表面漏磁场的分布特点。再结合实际换流变压器非线性负载电流和励磁电流波形,得到了不同换流器触发角和直流电流下油箱涡流损耗的变化规律。并在IEC/IEEE 60076-57-129标准的基础上,给出了换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗的计算公式。针对一台800 kV单相四柱式换流变压器,利用场路耦合法进行油箱涡流损耗有限元计算。通过对损耗仿真数值以及油箱表面磁通密度和涡流损耗分布的分析,验证了理论分析的正确性,并获得了不同工况下,计算公式中的损耗占比值。利用不同属性的线性负载替代换流器触发角的变化,对两台单相四柱式380 V交流变压器进行了直流偏磁实验,进一步验证了理论分析的正确性。

强地磁暴期间超、特高压交流电网主导节点电压设定值校正方法

当电网遭受地磁暴侵害时,电网中感生的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)会使变压器铁心偏磁饱和,变压器无功损耗增大,引发整个电网的无功不足与电压波动。超、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,群发性、突发性的无功扰动易使电网电压跌落至不合格区间。针对这种情况,在确定超、特高压电网主导节点电压设定值时,须考虑地磁暴衍生的无功扰动对系统电压的影响。通过分析地磁暴期间电压波动的机理和模拟电网对强地磁暴的响应,该文提出了强地磁暴期间超、特高压电网主导节点电压设定值和电压控制区域校正方法。该研究适用于强地磁暴期间超、特高压电网电压控制,保证在遭受地磁暴侵害情况下各电压等级电网电压仍可保持在合格区间。

地磁暴影响下特高压交流电网电压稳定性量化评估方法

地磁暴时,地磁感应电流(GIC)流经变压器会产生大量无功损耗,引起电网电压波动。随着我国特高压交流电网规模的扩大,地磁暴给特高压交流电网电压稳定带来的威胁越来越大。为了准确评估地磁暴对电力系统电压稳定的影响,该文建立了适用于地磁暴期间衍生无功扰动影响电压稳定的分析模型,通过对线路的等效变换,适应于多电压等级电网的多进线节点电压稳定分析。该文将地磁暴造成的无功扰动加入电压稳定分析模型得出地磁暴影响下的PV曲线解析式,并提出电压失稳指标,避免了连续潮流法预测校正过程中步长难以准确选取、计算复杂等问题,便于确定电网遭受地磁暴侵害时的电压稳定薄弱点和负荷裕度,并通过规划的华东特高压交流电网算例对该方法的有效性进行了验证。

地铁杂散电流引起上海电网变压器偏磁研究

地铁杂散电流造成变压器偏磁的驱动电流源具有复杂、影响因素多等特点。为了认识地铁杂散电流对上海电网变压器偏磁的影响,利用建立的大地模型计算了杂散电流地电位的影响范围,并根据计算结果,选点对上海220kV电网13台变压器和500kV电网7台变压器中性点电流开展了观测实验,利用大量的实测数据研究地铁列车运行工况、变压器运行方式等因素对变压器偏磁电流量值水平和波动性的影响。研究的结果表明,地铁杂散电流对上海城网220kV和500kV变压器的严重影响范围在地铁线路沿线的3km范围内,不能用直流接地极的变压器偏磁评价标准评估地铁杂散电流的偏磁影响。

三相五柱变压器负载直流偏磁计算分析

在中国大容量的电力传输中,大多数采用三相五柱变压器,由于三相五柱变压器中零序磁路的存在导致直流入侵后磁路会发生严重饱和。为深入研究三相五柱变压器直流偏磁问题,搭建磁场有限元仿真模型,并配合变压器YNyn0联结的外电路方程进行耦合,通过在原边侧中性点输入不同大小的直流电流,首次模拟直流偏磁对三相五柱变压器负载下的影响。文中通过计算变压器原、副边电流和励磁电流波形与空载直流偏磁进行对比,并重点分析尖顶波处的变压器磁场分布,发现直流入侵对负载下副边绕组电流影响较小,原边电流随着直流电流增大发生一定程度的畸变,励磁电流波形与空载励磁电流波形一致。结合在励磁电流特殊点处的磁场分布,解释了三相五柱变压器三相电流偏磁特征,及其在波形上的对称性。

三维开域涡流场A-V位有限元与边界元耦合分析方法

在A -V位和库仑规范的前提下 ,导出了三维涡流区域微分方程和自由空间积分方程在涡流区边界上的耦合条件。在此基础上 ,提出了A -V位的三维涡流场FE—BE耦合分析方法。对国际TEAM 2 1号问题B模型进行了计算 ,靠近线圈的钢板表面磁感应强度法向分量计算值与实测值基本一致。

华北地区大地电性结构三维建模及磁暴感应地电场有限元计算

"三华"特高压同步电网的"东纵"和"北横"两条线路覆盖了我国华北、华中地区多个地块结构和大地断层,地质构造非常复杂。为研究磁暴时大尺度、三维电性结构下的感应地电场分布情形,采用大地电磁测深数据构建华北地区三维电导率模型。利用地磁台站记录的地磁场变化量作为地面边界条件,采用有限元法计算获得了地下感应电流和地面电场的三维分布情况。结果表明,电性结构不均匀会严重影响地面电场的空间分布。结合"东纵"和"北横"位于华北地区的线路区段,给出了拟建变电站之间电位差的变化情况,为进一步计算和评估线路中地磁感应电流的影响打下基础。

基于棱边有限元的变压器场路耦合瞬态模型

提出了一种新的基于棱边有限元法的变压器场路耦合瞬态模型。为讨论节点有限元法与棱边有限元法的计算区别,根据实际变压器参数建立模型,利用Ansys二维轴对称单元、三维节点单元和棱边单元,研究铁心磁场分布和磁通连续性,并得出结论,节点有限元法在变压器电磁场计算中存在较大的误差,棱边有限元法可以显著提高计算精度。基于棱边有限元法建立场路耦合瞬态模型,在电路模型中利用动态电感参数,建立瞬态电路偏微分方程数学模型,用四阶龙格库塔法求解;根据能量扰动原理,在磁场计算中根据能量增量计算动态电感;代入瞬态电路方程,实现场路耦合。分析线圈电流、电感参数和铁心漏磁情况,并说明瞬态耦合模型的有效性与合理性。

特高压变压器直流偏磁计算及无功功率特性分析

针对变压器的直流偏磁问题,分析了特高压变压器直流偏磁时无功损耗的响应机理,给出无功损耗计算方法,进行无功损耗特性分析。采用增加串联电阻的方法,提高计算电流中直流分量的计算精度。结合电压补偿,消除增加串联电阻后导致的电压下降问题。根据特高压变压器的实际参数,建立变压器的场路耦合模型,进行特高压变压器不同直流偏磁电流下的仿真计算。研究表明,变压器直流偏磁时,励磁电流波形严重畸变。随着直流偏磁电流的增加,特高压变压器的空载无功功率逐渐增加,直流偏磁电流超过一定范围后,无功功率随着直流偏磁电流的增加近似呈线性增加。相同直流偏磁电流时,负载下的无功功率明显大于空载下的无功功率。相比于无直流偏磁时的无功功率,相同直流偏磁电流时,空载与负载下的无功增额大体相同。

特高压交流变电站设备附近工频电场计算

为了系统研究特高压交流变电站电磁环境建模方法和预测计算,针对特高压交流变电站设备附近电场的复杂性,提出了基于边界元原理的线模型和面模型相结合的3维工频电场计算方法,建立了基于边界元法的导线仿真模型,并推导了线模型的计算公式。将线模型引入边界元法与面模型结合共同模拟结构复杂的电气设备,通过计算设备的表面电荷和导线的等效电荷得出设备周围的空间电场分布;分析计算了国内晋东南1000 kV特高压交流变电站高压并联电抗器附近离地1.5 m平面上的工频电场分布。计算结果表明,线模型大大提高了计算的效率。通过与现场测量数据的比较,证实了该算法的有效性。

变电站瞬态电磁场耦合二次电缆数值方法研究

提出瞬态电磁场耦合细线问题的三维时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)数值方法的一种改进模型。基于电磁散射理论推导出有限长直细导线终端以及拐角附近的电磁场分量的离散方程。利用改进模型计算电磁脉冲激励下双导体传输线终端负载上的电流电压响应,并进行实验验证。结果表明计算结果与实验结果吻合较好,说明改进的三维FDTD数值模型对研究瞬态场线感应问题是有效的,可用于变电站瞬态电磁场对二次电缆干扰问题的研究。

用球形三维电场探头测量变电站瞬态电场

介绍了一种用于三维电场测量的球形探头,并用它测量了试验室中的工频电场和暂态电场。测量了一个２２０ ｋＶ变电站的工频电场和开关操作的暂态电场,通过分析试验数据,提出了一些暂态电磁干扰的防护措施,为７５０ｋＶ超高压变电站瞬态电磁场的测量和分析提供了基础。

变电站开关瞬态电磁场数值计算方法

为研究变电站内开关瞬态电磁场的发生机制和分布规律,基于时域有限差分法(finite-difference time-domain method,FDTD)建立了开关瞬态场的时域仿真模型。在该模型中引入火花放电通道的时变电阻和电感概念,通过拟合典型变电站开关瞬态场实测波形获得了开关电弧放电通道的时变电阻修正公式。利用建立的时域仿真模型仿真了隔离开关切合空载母线和设备连线时产生的开关瞬态场,与实测波形的比较表明两者吻合较好,该模型能够有效地仿真开关瞬态电磁场。时域模型为超/特高压变电站电磁干扰研究提供了一种有效途径。

基于边界元法的输电杆塔上分裂导线表面电场数值计算

为了比较准确计算输电导线附近电磁环境,为优化杆塔和线路提供参考,对输电杆塔附近的分裂导线表面电场进行数值分析。根据杆塔的特点,设杆塔模型由一系列圆柱形导体组成,并把圆柱形导体设为线单元。把分裂导线圆柱形表面设成面单元,采用线-面混合边界元法把杆塔和导线作为一个系统进行计算。针对导线表面剖分单元的特点,在高斯积分方法上提出了改进措施,即在剖分单元比较长的方向上增加高斯点,减少计算内存提高效率。同时考虑计算模型两边输电导线的影响和大地镜像的影响。计算结果表明:采用线-面混合边界元法,可以比较准确有效地计算出杆塔附近导线表面电场分布;杆塔附近分裂导线表面电场会明显增大,并随着距离杆塔越来越远,杆塔影响迅速减小,中间相导线受杆塔影响比较大;正常高斯积分长宽比值小于16倍时才比较准确,改进高斯积分后,剖分单元长宽比值64倍时结果仍然比较准确,显著提高了计算精度和效率;当半无限长导线距离计算点较近时对计算结果产生的影响比较大,距离计算点较远时产生的影响比较小。

特高压变压器直流偏磁空载电流实时计算

通过获取特高压（UHV）变压器的电感一电流曲线和偏磁情况下空载电流峰值一直流偏磁电流曲线，提出了一种特高压变压器直流偏磁空载电流实时计算方法，与直接用场一路耦合法的计算结果对比，验证了该实时计算模型的准确性；通过选取最优迭代算法和变步长策略，提升该模型计算的效率和实时性；由任意偏置量的直流数据，实现在ms级的时间内得到该直流偏置对应的电流波形。结果表明该特高压变压器直流偏磁空载电流实时计算模型计算速度快，计算准确性高，在变压器直流偏磁电气参数扰动在线评估、防止保护拒动或误动和保障其他电气设备安全运行等方面具有广泛的应用前景。