Calculation of Eddy Current Loss and Short-circuit Force in SSZ11-50000/110 Power Transformer

The ?method is used in this paper to calculate the leakage magnetic field of SSZ11-50000/110 Power transformer, and by which the structures’ influences to the main leakage flux are analyzed. Through the combination of the product and TEAM Problem 21B, the surface impedance method shows its great advantage in the calculation of eddy current loss.

不同稳态工况对同步调相机单相短路后暂态温升的影响

同步调相机可在系统故障时为特高压直流换流站提供暂态无功支持,以保持系统电压稳定,防止直流换相失败,但调相机的高无功输出也会导致其温升增加,运行能力受限。系统故障前同步调相机的初始工况是影响其暂态温升和运行能力的一个重要因素,为研究系统低电压时调相机暂态温升与初始工况之间的关系,该文将调相机的电磁场、温度场与电网模型耦合,计算调相机不同稳态工况下的定转子损耗和温度分布;以线路单相短路故障引起的系统低电压为例,研究调相机初始工况对暂态温升的影响。在考虑各结构件最大容许温度的条件下,揭示调相机单相短路持续时间随初始工况的变化规律。研究结果为提升调相机在系统低电压下的暂态运行能力提供技术支持。

核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗研究

为研究核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗特性,推导了核电半速汽轮发电机空载运行时励磁绕组匝间短路故障下,定子分数次谐波环流产生的合成磁动势表达式,分析合成磁动势相对于转子的转速,揭示了转子表面产生涡流的原因以及涡流的频率特性。结合涡流损耗计算方法,以一台核电半速汽轮发电机为例进行了仿真验证。在此基础上,对核电半速汽轮发电机励磁绕组不同位置发生相同程度匝间短路,以及励磁绕组发生不同程度匝间短路过程进行了仿真,计算了转子各阻尼条及槽楔中的涡流及涡流损耗,揭示了励磁绕组匝间短路时影响转子阻尼条及槽楔中涡流和涡流损耗的因素。为核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障时,分析转子发热的影响因素提供了理论基础。

汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响

本文分析了汽轮发电机转子匝间短路故障前后定子热响应特性,不仅考虑转子匝间短路引起电压下降对发电机强励动作的影响,还研究了热分布不平衡而引起的定子力学响应。首先推导了正常情况和转子匝间短路故障后加强励磁电流下的气隙磁通密度,得到了铁心损耗和绕组铜耗的解析表达式;然后建立了发电机故障前后的三维有限元仿真模型,对不同短路程度故障下的铁心损耗、绕组铜耗与定子温度进行了求解计算;最后实测了CS-5型故障模拟发电机在正常运行和不同短路程度故障下的定子温度,实验结果与理论分析、有限元仿真结果基本一致。结果表明,转子匝间短路故障后由于励磁电流的增强,发电机铁心损耗和绕组铜耗均会增加,定子温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧;定子端面边缘位置的变形和应力幅值最大并且为热响应下的危险位置。

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障恶化的影响因素研究

转子绕组匝间短路是大型同步发电机的常见故障,在发电机的电气故障中占据了较高的比例,也是影响机组安全运行的主要原因之一。本文针对转子绕组匝间短路伴随的局部过热问题,分别研究了短路点过渡电阻、短路点电流集束效应以及短路点的反复通断过程对其的影响。以一台300MW汽轮发电机为例,仿真获取了短路回路电流和功率损耗、短路点附近励磁电流密度以及被短路回路的暂态电压规律。本研究为确定转子绕组匝间短路故障的过热现象原因奠定了理论基础,也为进一步研究故障演化过程提供了分析思路。

热蒙机型RAM发电机仿真建模与保护配置及定值整定研究

大亚湾核电站棒控电源(rotating asynchronous machine,RAM)是两台带飞轮的电动发电机,采用的是热蒙机型(进口机型/有刷相复励励磁方式),由于其保护装置并非微机型且缺乏故障录波装置,难以判断其他核电站发生的RAM系统失磁与过流保护失配导致停堆事故是否存在共性风险。文章首先建立了热蒙机型RAM系统的PSCAD模型,通过真机试验结果和机端短路故障的仿真分析证明其正确性;然后通过不同负载工况下发生不同类型失磁故障后非故障机机端电流的变化情况,对热蒙机型RAM发电机过流保护的配置及定值整定进行合理化建议,避免RAM系统冗余设计失效;最后进一步对热蒙机型RAM系统出口断路器过流保护的配置及定值整定进行了优化。相关工作为热蒙机型RAM发电机保护装置国产化改造奠定了基础。

城市道路中的景观照明配电系统

详细分析了景观照明与传统的路灯供电方案存在的明显差异,并结合工程实例,着重阐明市政道路中的景观照明易于出现的技术难题,并探讨了最佳解决方案。

一种配电变压器在线损耗测量技术研究

空载损耗和短路损耗是变压器的重要性能参数,通过测量变压器的空载损耗和短路损耗可及时预测故障的发生,确保其安全稳定运行。在“双碳”目标下,变压器具有很大的节能潜力,及时发现高损耗的变压器并进行全面整治,对于节约能源、缓解电力短缺、保护环境具有重要意义。研究了运行状态下的变压器损耗在线测量方法,以实时高效测量损耗,及时预测变压器的潜在故障,检测其运行效率是否满足国标要求。

异频电流激励下发电机定子铁芯损耗试验实测分析

对于大容量电机的定子铁芯损耗试验,采用高频激励代替工频激励可有效降低试验难度,提高试验安全性。为探究在异频电流激励下电机定子铁芯表面及短路故障点的温升趋势,本文以一台电动机为例,制造定子铁芯短路故障点,开展了工频50Hz到高频300Hz下电机的定子铁芯损耗试验。研究结果表明,在高频电流激励下,铁芯表面温度及故障点温度的上升趋势具有较好的一致性,增加电源频率可使系统消耗的无功降低,功率因数升高。

干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出了基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明:绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。

配电变压器短路和开路损耗在线测量系统

针对配电变压器短路损耗和空载损耗离线测量影响供电连续性的问题,提出一种新的变压器损耗在线测量方法并设计了在线测量系统。依据变压器等效电路模型建立变压器短路阻抗与其一、二次侧电压、电流的关系,并推导出了短路阻抗与空载和短路损耗之间的关系。采用线性拟合方法拟合在线采集到的配电变压器相电压和相电流值来实现短路电阻的在线测量,进而实现变压器短路和空载损耗的在线测量。给出一种新的变压器损耗在线测量方法,建立一套变压器损耗在线检测系统,并在Matlab/SIMULINK仿真平台上进行仿真研究。结果显示,使用该方法计算出的空载损耗和短路损耗分别小于或等于0.4%和2.12%,验证了该方法的有效性和准确性。

变压器空载损耗和短路损耗在线检测方法

空载损耗和短路损耗是变压器的重要性能参数。目前电力部门主要是在离线状态下通过空载试验和短路试验来测量这两个参数,该方法既不经济又影响供电的连续性。基于此,提出了一种变压器空载损耗和短路损耗的在线检测方法,通过分析变压器的工作原理和等效电路模型,推导出了空载损耗和短路损耗计算公式,并结合数据采集系统在线采集变压器的运行电压和电流,实现了空载损耗和短路损耗的在线检测。仿真研究表明该方法是正确的、可行的。

用场路耦合模拟变压器线圈部分短路故障电流的方法

通过场路耦合的方法计算了变压器匝间短路、饼间短路等线圈各种假设短路故障工况,获得故障状态下的线端短路稳态电流和阻抗参数,再根据计算得到的系统参数和故障时刻初相角,通过数学模型模拟出短路发生后的故障瞬态波形,若与实际故障录波对比可以推断短路故障的起因。通过对某台大型单相电力变压器验算,证明了该系统故障由非线圈短路引起。

干式空心串联电抗器匝间短路故障特征研究

干式空心串联电抗器是电力系统无功补偿回路中的重要电气设备,其主绝缘通常采用环氧浇注结构,在实际研究中其匝间绝缘故障设置困难、试验验证成本高。为了监测是否发生匝间短路故障、提高在线监测灵敏度,借助有限元软件Comsol仿真研究了电抗器发生匝间短路时各电气参数的变化情况。首先仿真计算正常状态下电抗器的电感值和电流值,通过与解析计算结果进行比较,验证所建模型的正确性。然后在不同位置分别设置匝间短路故障点以得到电抗器各线圈层电流。最后得出其等效电阻、等效电抗、等效阻抗、功率因数、损耗因数等电气参数的变化情况。仿真分析结果表明:电抗器匝间短路故障点的位置不同,各电气参数变化率也不同,其绝对值由端部向中部、由内层向外层呈现增大趋势,且损耗因数和功率因数变化率较大,对匝间短路故障反应灵敏,可用于干式空心串联电抗器匝间短路故障的在线监测与保护。

简析室外道路照明电缆截面积的选择

结合实际案例,阐述选择室外道路照明电缆截面积时,除考虑电缆载流量及线路电压损失外,还应考虑断路器的保护灵敏性,通过分析影响断路器保护灵敏性的因素,提出室外道路照明电缆截面积的选择建议。

500kV主变一次通流试验模型及方案的研究

500kV主变在电网中的作用非常重要,其三侧CT变比和接线方式较为复杂,所以在启动试验之前,进行一次通流试验非常有必要,可以确保主变电流回路的正确性,从而进一步保证主变保护装置和电能计量装置的可靠性。先对主变一次通流模型进行分析计算,然后在此基础上提出主变一次通流方案,并结合500kV梅里变电站#3主变对一次通流方案的具体实施进行详细说明。

单相匝间短路对永磁电机损耗及温度分布的影响研究

以一台14 k W卷烟自动化设备用节能永磁电机为例,建立了二维电磁场有限元计算模型,对永磁伺服节能电机电磁场进行了计算分析,并对比研究了永磁电机额定工作状态下定子电枢绕组匝间短路故障对电机性能的影响,给出了不同匝间短路形式下电机各部分损耗的变化规律;在此基础上,建立了永磁电机温度场计算模型,分析了电机匝间短路故障时电机电枢绕组及永磁体温度的变化规律,揭示了永磁电机绕组匝间短路对电机温度分布的影响机理。所得出的结论对永磁电机故障分析及防止永磁体高温失磁具有重要的意义。

变压器磁分路对阻抗、损耗及温升的影响

本文中笔者建立了变压器有限元计算分析模型,进行了磁场和短路阻抗计算,分析了磁分路对变压器漏磁场、短路阻抗、杂散损耗及结构件温升的影响,对变压器优化设计具有实用价值。

干式变压器电磁特性参数的数值计算与统计分析

利用有限元方法,对同一系列的多台干式变压器短路阻抗、绕组涡流损耗等电磁特性参数进行了数值计算与分布规律的统计分析,为同类干式变压器附加损耗的准确计算提供了设计参考。

抑制换相失败期间送端电网过电压的控制策略研究

在受端交流系统发生故障时,基于电网换相换流器的直流输电系统存在换相失败的问题,这会导致直流输送功率中断,送端无功功率过剩将造成送端交流电网过电压,可能会造成风机等新能源设备脱网。因此,提出了一种抑制换相失败期间送端过电压的控制策略,在发生换相失败时快速投入逆变侧旁通对,并根据交流滤波器总输出无功功率计算出故障期间低压限流控制特性(VDCOL)的直流电流指令值。该策略可使直流系统在有功功率中断的运行模式下,保证送端换流阀能够正常换相并维持一定的直流电流,从而避免发生送端交流电网过电压的问题。仿真结果验证了该控制策略的有效性,在不同短路比的强、弱交流系统中均可适用。