Modelling of Transduction Heaters Using Transformer Equivalent Circuit and Finite Element Analysis

This paper presents the modelling of transduction heaters using the TEC （transformer equivalent circuit） model and FEA （finite element analysis）. Each model was used to simulate a set oftransduction heating experiments and the results compared. Analysis of the TEC calculated results suggested modification of three parameters： the secondary resistance, the core tube eddy current resistance and the core tube magnetizing reactance. The improved TEC model was then used to design, build and test a 6 kW transduction heater. The measured results are compared with calculated results from the TEC and FEA models. The TEC model accurately predicts the performance of the heater.

基于频率响应分析的变压器分接开关故障诊断方法

为了准确诊断电力变压器分接开关故障类型,提出一种基于频率响应分析的变压器分接开关故障诊断方法;利用Simulink仿真工具提出并设计电气等效电路模型,针对结焦、点蚀2种常见分接开关故障,利用频率响应分析特征曲线分析变压器分接开关的物理故障敏感性,对开路端对端、短路端对端和绕组间电感和电容进行实验测试。结果表明:使用频率响应分析测量值可以准确识别变压器分接开关触头结焦、点蚀故障,结焦会对利用开路的电路端到端、短路端到端、电容绕组和电感绕组4种不同测量配置得出的频率响应分析特征造成显著影响,但点蚀故障的影响仅在电感绕组配置中出现。

220kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行分析

北京电网分区运行,其中枢纽站的接地方式关系整个电网运行,K分区中的A变电站采用220 kV变压器中压侧中性点经小电抗接地的运行方式。分析了该分区的主变中性点接地情况、A变电站的等值网络,同时计算了A变电站的短路容量、不同主变并列运行时的单相短路电流,计算表明,中性点经小电抗接地后可降低其单相短路电流,满足设备热稳定性要求。同时提出中性点小电抗投运后对现场运行、倒闸操作的要求。

潜油永磁同步电机模型等效分析与仿真验证

针对定子槽内线圈与绝缘材料尺寸小、热参数差距大而导致的潜油永磁同步电机建模复杂问题,开展线圈绕组简化等效建模以及定子铁心简化建模等效计算,得到其等效物性参数,并开展电机其它关键部件的等效简化建模计算。对原电机模型与等效后电机模型在空载运行时的磁力线与磁密进行对比分析,并重点对计算得到的空载反电动势进行傅里叶变换,得到A相反电动势的谐波幅值分布曲线;对原电机模型与等效后电机模型在负载运行时的磁力线、磁密与负载转矩进行对比分析,验证了等效模型的合理性与可行性。等效模型的建立,为潜油永磁同步电机损耗计算与电磁热耦合分析奠定了数值基础。

电容式电压互感器二次接线板劣化对预试数据的影响及对策分析

电容式电压互感器(CVT)二次接线板绝缘劣化会导致电容分压器介质损耗试验数据误差偏大,还会造成中间变压器绝缘电阻试验不合格。针对此问题,分析介质损耗的基本原理及数字式自动介质损耗仪的测量原理,构建介质损耗测量等效分析电路模型,分析计算正接法、反接法、自激法三种CVT介质损耗试验的误差数据,得到正接法、自激法误差较大,反接法误差较小的结论,据此可指导现场采用最优方法。分析CVT中间变压器绝缘结构特点,提出采用屏蔽法测量二次接线板绝缘电阻或介质损耗,以判断二次接线板绝缘状况,再通过测量中间变压器一次绕组对二次绕组的介质损耗,同时结合二次接线板的电容及介质损耗数据,计算中间变压器绕组介质损耗值,由此可正确诊断中间变压器的绝缘状态。

电容式电压互感器电路参数对电网谐波电压测量的影响

针对66kV以上等级电网大多采用电容式电压互感器（capacitor voltage transformer，CVT）、其谐波传变特性定量规律不明、不宜进行谐波电压测量的现状，论证谐波条件下的CVT可等效为一线性电路，并以此为基础提出级联分级分析方法。结合实际参数对每级谐波传变特性进行分析，获得CVT电路参数对其谐波传变特性的定量影响规律，即明确利用CVT测量谐波电压的影响因素。仿真结果表明：中间变压器一次侧线圈的等效杂散电容将导致CVT幅频特性在1kHz之后的某频率点发生放大；阻尼器参数影响50Hz以上频段的频率特性变化率；负荷在1～10倍额定负荷范围变化以及中间变压器励磁阻抗在0．1～1倍额定参数范围变化时对CVT频率特性的影响可忽略。所得结论对CVT产品设计及利用其测量谐波电压具有借鉴意义。

航向测量系统中三轴磁传感器标定的等效两步法

针对航向测量系统中三轴磁传感器误差参数标定问题提出了等效两步法。通过奇异值分解将测量模型等效为一组坐标变换,分析误差参数的几何意义及等效变换方法的意义与特点,依据几何意义将标定过程分为两步进行,即等效传感器坐标系标定及等效非对准标定。利用椭球面方程系数计算等效传感器坐标系误差参数,明确椭球法标定参数的几何意义;应用主成分分析法进行等效非对准标定,分析传统主成分分析法产生符号错误及非正交问题的原因与影响,并研究符号修正与正交修正方法。等效两步法的标定过程不需要航姿参考、地磁信息及辅助传感器,实验表明其航向角校正精度与点积不变法相当。

变压器绕组变形诊断中的等效模型参数辨识

提出利用变压器频响试验数据 ,来辨识其等效模型的参数 ,以此诊断变压器绕组变形。方法是 :首先根据变压器电压传递函数和入端导纳函数分子、分母系数来粗定参数 ,然后把这些粗定的参数作为模型参数优化的初始值 ,再运用“归一化”和 Gauss— Newton优化方法消除误差 ,确定模型参数的准确值 ;最后可以通过辨识模型参数的变化来诊断绕组变形。该方法在模型变压器上取得了较好的效果。

三绕组变压器传统T型等效漏感在涌流过程中的适用性分析

三绕组变压器无法构建与两绕组变压器类似的具有准确物理意义的T型等效电路。采用微分方程证明三绕组变压器传统T型等效电路的2种推导过程都存在忽略励磁支路和解耦变换的局限性,进而提出基于受控电感的等效电路和准确漏感表达式。指出传统等效漏感与真实准确漏感存在物理概念差异和理论数值误差,揭示中压侧的传统等效漏感为零的本质原因。与基于现场录波的实测准确漏感相比,高压内置型高阻抗变压器的传统等效漏感误差较大,产生的空投零序电流偏差较大,影响保护整定、事故分析及措施改进,会增加误动风险。因此,传统等效参数不适合分析此类涌流问题,建议采用文中所提实际准确参数进行分析计算。

V/V_0变压器-路灯节电照明系统负荷分析

V/V0变压器路灯照明系统在深夜自动断开零线降压节电。零线断开后,系统三相不对称度加剧。经过理论分析,对于城市道路照明系统,由多台变压器供电,路灯规格统一,负荷均衡,可以使不对称度大大减小做到三相对称。

基于反力替代的弹性支撑连续梁桥自由振动

将连续梁桥简化为中间弹性支撑的多跨连续Bernoulli-Euler梁模型,以支座反力替代弹性支撑的连续梁相当系统,采用Laplace正反变换,根据连续梁的边界条件及弹性支撑处的变形相容条件,得出频率特征方程、自振频率及相应模态.结合数值算例,将文章理论推导方法所得结果与有限元法所得结果对比,验证了理论推导与计算程序的正确性;分析了在不同边界下,中间弹性支撑刚度变化时,连续梁各阶频率的变化规律.

基于等价热力变换分析法的热泵性能分析软件

介绍了一种等价热力变换分析法的原理及基于该方法研发的热泵性能分析软件。等价热力变换分析法,是通过定义系统能量交换过程和循环的等效热力温度,把实际热泵内不可逆循环等价变换为逆卡诺循环进行分析的方法;其使用的3个关键参数:等价逆卡诺循环的等效热源温度、等效冷凝温度和热泵理论循环的输出热流量,根据物性数据库拟合获得。而后,根据等价热力变换分析法,编制了热泵性能分析与优化软件。软件包括4个主功能模块:热泵性能单值分析、热泵性能区间分析、热泵有效能单值分析以及热泵有效能区间分析。通过选择相应的工质,并输入相应的设计参数,用户能够方便地获得相应工况下热泵的性能参数以及各环节有效能消耗数据。本软件适合变工况性能的模拟和预测,对热泵设计单位和用户有参考价值。

基于有限元仿真的高频高压变压器分段绕组漏感设计方法

为实现高频高压变压器漏感参数的精确控制,提出了一种结合有限元仿真和绕组分段概念的漏感设计方法。首先,将低压绕组分段,并对漏磁路进行集中参数等效。类比平面几何直线公理,给出各分段绕组匝数分配调节过程中漏磁路磁阻恒定这一假定,并由此推导出漏感同各分段匝数及2—3种给定特例漏感值之间的关系式。然后,通过有限元仿真求得特例情况下的漏感值。最后,以低压绕组两分段为例,对3种布局、4种气隙分情况讨论,并将有限元仿真结果同该方法计算结果进行了对比。结果表明:不同布局、气隙搭配组合下的漏感相对误差均在可接受范围内。此外,漏感调节过程中,励磁电感的变化很小,进一步验证了该设计方法的有效性和适用性。

摩尔-库仑屈服准则的等效变换及其在边坡分析中的应用

通过分析比较摩尔 库仑屈服准则与广义米塞斯准则的表达式 ,得出了α、k的统一表达式 ,并依据π平面上等效圆的面积与摩尔库仑屈服条件的面积相等 ,得到了等效圆的洛德角及值 ,实现了摩尔库仑屈服条件与广义米塞斯条件的统一 ,方便了编程计算。推导了等效圆与不同D P准则之间的函数关系 ,实现了摩尔库仑准则与各种D P准则的相互转换 ,使计算工作更加方便 。

煤层液态CO_(2)相变致裂半径范围的影响因素研究

为提高煤层瓦斯抽采效率,减少矿井瓦斯灾害事故掌握不同因素对液态CO_(2)相变致裂半径范围的影响特征,以液态CO_(2)气爆能量释放的三硝基甲苯(TNT)当量转化为基础构建煤体爆破损伤演化模型;利用LS-DYNA软件模拟煤层物性参数(煤层地应力σ、煤体抗拉强度S_(t)、瓦斯压力P_(g))和孔径d对液态CO_(2)相变致裂半径L范围的影响;运用灰色关联分析理论,结合数值模拟结果分析爆破影响因素主次顺序。结果表明:液态CO_(2)相变致裂半径范围与瓦斯压力和钻孔孔径呈递增关系与煤层地应力呈递减关系;地应力对致裂半径范围的影响程度最强,钻孔孔径次之,瓦斯压力影响程度相对较弱,煤体抗拉强度变化对致裂半径范围的影响甚微。

新型自耦感应谐波屏蔽电力变压器的通用模型及谐波模型(英文)

针对大功率电力电子变流系统的谐波抑制与无功补偿要求,提出了一类新颖的自耦感应谐波屏蔽变压器及相关的感应滤波技术。分析了由变压器绕组及配套调谐装置所构成的谐波模型,并建立了相应的谐波等效电路模型。在此基础上,通过详细的理论推导阐释了变压器感应滤波技术的工作机理,得出了将谐波屏蔽于变压器二次侧绕组所需要满足的变压器阻抗条件和配套滤波装置的调谐条件。应用灵敏度函数分析了变压器及配套滤波器在谐波频率下所表征出来的阻抗参数对感应滤波效果的影响程度。最后,通过动模试验验证了上述理论分析的正确性,揭示了自耦感应谐波屏蔽变压器所具有的良好的感应滤波效果。

受控源的三种等效变换法

介绍了受控源的三种等效变换法:独立源等效变换法、电阻等效变换法、独立源和电阻组合等效变换法,通过实例分析说明了这三种等效变换在各种电路分析方法中的应用,论证了其正确性和普适性,并讨论了采用各种等效变换的注意事项,同时对受控源等效变换法的选择提出了建议.

2×n阶蛛网模型的等效电阻公式及2个猜想

计算电阻网络2节点间的等效电阻一直是电路理论研究中的一个经典问题,150多年以来,这类问题虽然已被很多人进行过研究,但在多边形网络中仍然有一些基本问题没有得到解决.本文将多边形网络结构推广到蛛网结构,研究了2×n阶蛛网模型的等效电阻公式.采用网络分析研究方法和矩阵变换方法,获得了一个简洁的等效电阻公式,发现其等效电阻随阶数n的增大而递减,并且是有界的.根据已得等效电阻公式的结构特征,提出了任意m×n阶蛛网等效电阻公式猜想和等效电容公式猜想.此猜想为人们进一步研究复杂的蛛网等效电阻提供了思考的方向.

基于定子永磁拓扑的混合式步进电机二维等效模型构建方法

齿层比磁导法和三维有限元法是目前分析混合式步进电机的主要方法。然而,齿层比磁导法难以考虑铁心叠片间绝缘层磁阻对永磁磁场轴向非均匀分布的影响、计算精度较差,三维有限元法计算过程复杂、耗时较长,为此提出一种基于定子永磁拓扑的二维等效模型构建方法及其二维有限元分析。该方法通过电机结构等效变换和轴向分段将混合式步进电机转子永磁三维模型等效变换为定子永磁二维模型,并采用对三维模型、二维模型分别进行一次空载有限元静态仿真的方法确定二维等效模型参数,能够考虑永磁磁场轴向非均匀分布的特性,具有模型建立简便、计算精度高、耗时少的优点。通过三维有限元仿真验证了该方法的可行性和准确性。

基于等效节点理论确定光轴方法的研究

针对目前高精度光学系统光轴标定存在的误差问题,提出了一种基于等效节点理论对系统实际光轴进行标定的方法,通过建立基准坐标系、节点坐标系和探测器坐标系,结合齐次坐标变换的方法构建适用于实际系统光轴标定的数学模型。以焦距为100 mm,物方节点与像方节点之间的距离为20 mm的光学系统为例,基于小旋量理论对其光轴精度影响因素进行了分析与计算,结果表明平行光管、转台、与标定模型三方面引入的标定误差低于10''。为不同的光学系统基于等效节点理论进行光轴标定时的精度分析提供了方法与依据。