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。

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。

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。

输电线不同类型短路对同步调相机转子损耗及温升的影响

同步调相机可为特高压直流换流站提供无功功率,以保持系统电压稳定,防止直流换相失败。交流系统发生短路导致系统电压降低时,调相机会向系统提供大量无功功率。然而,高无功大电流会导致调相机转子损耗和发热增加。为了研究调相机承受系统短路故障的能力,该文将调相机的电磁场、温度场模型与电网模型耦合,计算了输电线路发生单相、两相和三相短路故障时,调相机转子槽楔和铁心的损耗分布,揭示了各部分损耗密度随转子径向深度的变化规律;在此基础上计算了三种短路故障下调相机转子的温度分布,获得了转子最大温升出现的位置;在考虑转子最高容许温度的条件下,揭示了调相机短路持续时间与短路故障类型之间的关系。该研究为提高调相机在系统故障情况下的工作能力提供了理论依据。

核电站控制棒驱动机构电源系统建模及故障分析

大型核电站控制棒驱动机构的电源系统由两台带飞轮的电动发电机组成,励磁方式包括自并励和相复励。某自并励机型棒电源系统曾发生一机失磁,与之并联的另一机过流保护抢先动作的严重事故。实际核电站中大量棒电源系统采用相复励机型,为了探究此次事故原因并判断棒电源系统中是否存在保护失配的共性风险,有必要对相复励棒电源系统故障特点进行研究。文中从相复励系统的全补偿公式出发,理论分析了机端短路电流变化趋势与相复励系统参数的关系,然后建立了棒电源系统的PSCAD模型。发现机端短路故障的仿真计算与理论分析相吻合,并通过动模机组单机机端短路实验共同验证了仿真模型的正确性。文中仿真分析了棒电源系统单机失磁时的故障特点,提出利用稳态等效电路估算棒电源系统失磁故障时机端电流的大小。结合制造厂家的真机实验验证了估算方法的有效性,同时说明了事故棒电源系统过流与失磁保护失配的原因,为核电棒电源系统保护装置改造奠定了基础。

异步机状态的能量观及其对同步发电机不对称短路的启示

从能量(功率)的角度,详尽分析了异步机全部五种状态的特征。特别值得强调的是制动状态的特征:从定子和转子两个方向汲取功率,用于转子绕组的铜耗。该铜耗转化为热能,导致转子绕组过热,甚至被烧毁。从中得到对同步发电机不对称短路的启示:负序猛于虎,千万要当心。

航空二冲程活塞发动机分层扫气优化

针对二冲程活塞发动机常规扫气短路损失大、油耗高的问题,提出了一种分层扫气方案并进行了优化。以某发动机为研究对象,采用数值模拟方法建立了分层扫气模型,并对分层扫气过程进行了3维CFD仿真,其计算所需的边界条件通过发动机整体性能1维仿真获得,采用该模型研究了分层扫气发动机扫气机理,对不同容积扫气道进行了仿真,并对二冲程扫气过程的过量充气系数、扫气效率等参数进行对比。在仿真优化研究的基础上加工优化后的扫气道盖实物,并结合发动机巡飞工况状态开展发动机性能对比试验。结果表明:采用分层扫气过程的短路损失相比于常规扫气过程的减小42%,扫气道容积提高到1.3倍可使扫气效率提高2%,相比原型机测试数据,配置1.3倍扫气道容积的发动机在巡航转速范围内,燃油消耗率降低10%,但发动机功率略有降低。

基于等效计算的变压器试验结果分析

针对某110 kV变压器遭受短路电流冲击后引起的绕组变形问题,分析直流电阻、介质损耗、电容量、短路阻抗等电气试验的测试原理和等效理论计算方式,并结合各项试验数据的变化,判断设备U相和V相绕组存在严重变形,且变形有累积效应和劣化趋势,解体后确认了该方法判断的准确性,同时确定遭受多次短路冲击后的变压器绕组的电磁线屈服强度降低是导致绕组变形的真正原因。

10kV配电线路故障原因与检修技术分析

阐述10kV配电线路故障中的单相接地故障原因,故障检修的措施,包括单相接地、三相短路故障、线路缺相故障应对方案,探讨项目实例中采用智能化设备,避免短路故障。

零损耗深度限流装置在多晶硅行业节能优化中的应用

电网规模的扩大进一步提高了电网整体短路电流水平,尤其是高耗能的多晶硅行业,需要一种技术成熟、经济、可靠、节能环保的限制短路电流解决方案,确保电力系统设备的安全可靠运行,且满足“节能减排”的“绿色”环保要求及碳达峰和碳中和的两碳目标。本文针对电力系统部分变压器抗短路能力不足、变压器容量大导致短路电流超标问题,从技术成熟度、经济效益、节能效果等角度,分析比较了几种常用的短路电流治理措施和解决方案,提出了一种基于涡流驱动机构的“高速开关技术”和提前预判断的“快速识别技术”,并联深度限流电抗器的零损耗深度限流的节能优化解决方案,弥补了限流电抗器和高阻抗变压器能耗高、噪音大、发热严重等不足。

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。