基于电路-磁路耦合的感应型滤波换流变压器仿真与验证

感应型滤波换流变压器是一种利用变压器耦合绕组的安匝平衡作为滤波机理的变压器,为了研究其内部磁通链的耦合关系,建立电路-磁路模型很有必要。以绕组的连接方式为基础,建立了电路和电磁感应模型,以铁芯和绕组的空间几何结构为基础,考虑铁磁材料中的涡流效应,建立了磁路模型。铁芯的非线性磁阻用集总参数模型表示,并用微粒群优化(PSO)算法进行优化,最后以感应型滤波换流变压器的实际设计参数为依据,对感应型滤波换流变压器的滤波绕组接入滤波器前后的一次绕组电流和励磁电流进行了仿真对比。动模实验验证了所建模型的正确性与准确性。所建模型为感应型滤波换流变压器的阻抗设计提供了理论依据,并对正确分析感应型滤波换流变压器的运行性能具有重要意义。

基于感应能量的换流变压器剩磁测量方法研究

铁心中剩磁较多时会引起较大幅值的励磁涌流,导致换流变压器保护装置烧毁或误动作,严重影响其正常运行。为了消除剩磁对换流变压器的影响,本文从换流变压器感应线圈一侧的感应能量变化着手,提出了一种基于感应能量的换流变压器剩磁测量方法,其目的是在对换流变压器施加外部激励的基础上,以换流变压器感应线圈一侧产生的能量变化为计算基础,通过拟合感应能量与换流变压器铁心剩磁关系式对其铁心剩磁进行计算。研究所提出的方法执行简便,操作性强,对换流变压器的影响较小,能够为换流变压器剩磁的测量与消除提供理论依据。

感应滤波器对新型换流变压器短路阻抗的影响

换流变压器的短路阻抗是高压直流输电系统中一项重要技术参数。与传统的换流变压器相比,新型换流变压器具有独特的绕组联结方式。本文针对新型换流变压器拓扑结构的特殊性,分别推导阀侧短路阻抗ZK,网侧短路阻抗Zk与滤波器阻抗Zf的数学关系。通过分析短路阻抗和滤波器阻抗的关系,在未投入和投入感应滤波器的情况下,短路阻抗值的变化较小,表明滤波器的阻抗对短路阻抗的影响较小。而通过对比短路阻抗ZK和Zk,可知网侧短路和阀侧短路时得到的短路阻抗值基本上是相等的,说明新型换流变压器的阻抗是对称的。最后通过对理论计算值、仿真结果和实验结果的对比分析,验证了本文理论分析的正确性。

感应滤波对新型换流变压器换相电抗的影响

针对感应滤波技术是否影响新型换流变压器换相电抗的问题,简要论述了新型换流变压器感应滤波的基本原理,在此基础上分析了新型换流变压器换相电抗的特征,并建立全新的计算新型换流变压器换相电抗的数学模型和仿真模型。结果表明,采用感应滤波技术后换相电流的基波及各次谐波分量流通回路不完全相同,因此传统的计算方法不再适用于计算新型换流变压器换相电抗。全新的换相电抗求解方法,不仅可以正确求解新型换流变压器的换相电抗,也适用于传统换流变压器换相电抗的计算;感应滤波技术能够使新型换流变压器换相电抗减少三分之二左右。

感应滤波对新型换流变压器短路电抗的影响

针对感应滤波技术是否影响新型换流变压器短路电抗的问题,简要介绍了直流输电系统的接线方案及感应滤波技术的基本原理,并论述了换流变压器短路电抗在直流输电系统短路故障中的作用,推导出判断换流变压器短路电抗变化的方法。在此基础上,通过理论计算和仿真计算,研究滤波前后换流变压器短路电抗的变化情况。结果表明,感应滤波技术对新型换流变压器短路电抗的影响非常小,可以忽略不计。感应滤波既能改善换相特性,又不会恶化短路特性,克服了传统直流输电系统两者不可兼顾的缺点,说明新型换流变压器应用于直流输电系统具有独特优势。

基于新型换流变压器的直流输电系统滤波装置

提出一种利用变压器耦合绕组的安匝平衡作滤波机理的新型滤波方式,描述了该滤波方式的原理、接线及实现特点。通过对一具体的整流侧采用新型换流变压器、逆变侧采用传统换流变压器的直流输电系统滤波与无功补偿装置的综合设计与仿真实验,对比分析新型滤波方式与传统无源、有源滤波方式在滤波器设计难易程度、滤波效果、对换流变压器及交直流系统影响上的差异。算例结果与仿真分析表明:新型滤波方式开发了变压器的滤波潜能,采用无源滤波的相似设备达到了有源滤波的相似效果,大大降低了谐波与无功对换流变压器的不良影响,改善了换流桥交流阀侧的电压与电流波形,在直流输电系统各个方面均体现出其独特的优越性。

一起换流变压器产气故障的分析与诊断

介绍了一起换流变压器的典型运维检修案例。首先,对返厂后进行的常规试验、耐压试验、感应电压试验、长时空载试验和过电流试验等成品试验结果进行了分析,确定了换流变压器内部存在过热故障;然后,通过吊芯解体发现换流变压器铁芯存在片间短接情况和绕组存在烧熔现象,印证了之前的试验判断;最后,对该系列产品后续的工艺改进和出厂试验提出了几点建议。

换流变压器部分现场电气试验的优化研究及应用

换流变压器(换流变)的现场试验具有工期短、工作量大的特点。现场作业人员通常需要进行大量的前期准备工作,相关试验的方案具有很大优化空间;针对换流变现场空载试验难点问题,提出了采用2阶高通滤波器对励磁电流进行滤波以解决测量波形畸变的问题;针对前期的消磁试验,介绍了一种不拆引线的试验接线方案;此外,还对换流变特殊性诊断试验如套管频域介电响应试验、阀侧套管分压器精度测量试验和分接开关的机械特性试验进行了简要介绍。实践应用和仿真分析表明,所提换流变的现场空载试验优化方案是有效的,对换流变部分特殊性诊断试验的介绍和推广应用,可以帮助运维人员及时发现换流变潜在的缺陷。

新型换流变压器谐波模型及其配套滤波装置设计

阐述了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案和谐波抑制机理.建立了新型换流变压器谐波模型,分析计算了新型换流变压器各绕组的谐波电流分布,实验验证了该模型的正确性.对直流输电开发平台进行了滤波装置实例设计,仿真和实验结果基本一致.证明了新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景.

基于感应滤波技术的换流变压器降噪方法

硅钢片磁致伸缩是引起变压器振动噪声的主要原因,而换流变压器中的谐波可加剧硅钢片磁致伸缩,从而导致变压器噪声增大.本文首先建立了四柱单相换流变压器原理样机铁心的各阶振态模型,讨论了谐波磁通对硅钢片磁致伸缩的影响,并从声学角度论证了谐波磁通与变压器噪声的相关性.然后,基于感应滤波技术的基本原理,从理论上分析了其降噪的可行性.最后,搭建了12脉波整流系统实验平台,实验数据表明感应滤波技术能有效地降低换流变压器的振动噪声,且降噪效果优于传统的滤波方法.

新型换流变压器及其滤波系统的数学模型与仿真计算

简要论述了新型换流变压器及其滤波系统的工作原理;从多绕组变压器原理出发,以磁势平衡方程、绕组连接方程、端口输出方程和电压传递方程为基础,推导出该变压器在不接入滤波支路和接入滤波支路两种条件下的数学模型,实验验证该模型正确,为对新系统后续各种研究打下了坚实的基础;对拟建的直流输电研究开发平台在设计参数的基础上,进行了计算机仿真研究,仿真结果表明,新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景。

滤波器对新型换流变压器运行参数的影响分析

新型换流变压器及其滤波器具有特殊的绕组接线方案,所以对其运行参数如视在功率、功率因数、网侧电流、负载电压、网侧电流的畸变率等的研究尤为重要。首先建立反映网侧电流和负载电流、负载电压和网侧电压、网侧谐波电流和负载谐波电流关系的数学模型。理论分析表明,未投滤波器时,新型换流变压器跟传统换流变压器的运行参数特性一致;而投滤波器时,新型换流变压器可以有效地降低网侧视在功率,提高网侧功率因数,减少网侧电流、增加负载电压及改善网侧电流的畸变率。最后通过对比理论计算值、仿真结果和实验结果,验证了所推导的新型换流变压器的数学模型的正确性。

断路器选相投切系统在换流站中的应用研究

在换流站滤波器组及换流变压器配置断路器选相投切系统,可改善断路器开合暂态过程,在取消合闸电阻工况下仍可避免对电力设备及系统造成冲击。基于多个换流站选相投切工程实施及调试经验,进行了换流站选相投切系统应用的调查。介绍了选相投切系统构成、选相投切要求、断路器配套及预测试方法等。重点针对滤波器组、换流变压器的选相投切应用,总结了控制策略、选相投切系统带电冲击试验,及工程使用中需重点关注的问题、设备运维要求等,为相关技术人员提供参考。试点工程在特高压断路器中创新性地采用取消合闸电阻、增设选相合闸的专项改造方案。断路器选相投切系统总体运行效果良好,为技术的推广积累了工程运行经验。

基于新型换流变压器无源滤波器的设计

针对新型高压直流输电模拟系统12脉波整流器与逆变器产生的谐波,设计了基于新型换流变压器的无源滤波器系统。通过理论推导和分析,确定了系统的谐波成分。在兼顾谐波含量、无功功率补偿量及谐波滤除率的基础上,考虑到投资成本以及滤波效果,确立了滤波器的结构和形式,并给出了设计实例。通过仿真计算,验证了基于新型换流变压器的无源滤波器系统具有良好的滤波性能及无功补偿作用,说明了设计方法的正确性。该方法对实际工程具有指导和参考价值。

基于新型换流变压器的直流输电系统改善换相的机理

基于新型换流变压器的直流输电系统在换流变压器阀侧滤除主要特征谐波,势必会对系统换相特性产生一定的影响。探讨了逆变器换相失败的根本原因,分别建立直流输电系统采用传统换流变压器与新型换流变压器时阀侧线电压的数学模型。在此基础上,分析未接入滤波器和接入滤波器时变压器漏抗及耦合电抗对逆变器换相的影响。结果表明,通过滤波,基于新型换流变压器与基于传统换流变压器的直流输电系统均能消除耦合电抗的不良影响,但前者可大大削弱变压器漏抗的消极作用,后者没有任何削弱,说明基于新型换流变压器的直流输电系统在改善换相方面具有独特的优越性。实验证实了数学模型及理论分析的正确性。

采用新型换流变压器的直流输电稳态模型

从2个方面分析了用于测试直流输电运行及控制性能的稳态模型(经典模型)存在的不足,提出了采用新型换流变压器的新的直流输电稳态模型,比较了其与经典模型在结构上的差异,阐述了新型换流变压器的设计特点及利用变压器耦合绕组的谐波安匝平衡作为滤波机理的新型滤波方式,并给出了新模型下换流器的稳态方程。通过详细的仿真计算,时比分析了经典模型与新模型各自的仿真结果,验证了所提出模型的正确性及其在抑制谐波与改善系统稳态运行性能方面的优越性。

一种改进型感应滤波高压直流输电系统及其谐波传递特性分析

提出了一种具有特殊接线方案的改进型感应滤波高压直流输电系统,其2个换流变压器的公共绕组并联后接1套全调谐感应滤波器组,且滤波器组中不含有5、7次滤波器,仅为11、13次双调谐滤波器,大幅减少了滤波器和开关等设备的投入。分析了改进型感应滤波高压直流输电系统的谐波传递特性,分析结果表明此系统同样能够有效地将谐波电流屏蔽于换流变压器的阀侧绕组,减小网侧绕组的谐波电流。最后对一背靠背的12脉波改进型感应滤波直流输电系统试验平台进行试验测试,测试结果验证了理论分析的正确性,说明了改进型感应滤波直流输电系统的可行性。

新型直流输电系统中感应滤波技术的影响

新型直流输电系统中感应滤波技术解决了传统直流输电系统只能在网侧滤波的问题,势必对直流输电系统产生重大影响,为此进行了详细研究。简要介绍了直流输电系统换流站的接线方案及感应滤波技术的机理。并在此基础上理论分析得到,新型直流输电系统相对于传统直流输电系统,进入换流变压器网侧绕组的谐波大大减小,换流变压器的振动速度大幅下降,换相角大幅减小。最后,实验验证了理论分析的正确性,表明新型系统具有全面取代传统系统的可能性。

±800kV换流变压器现场长时感应耐压带局部放电测量试验研究

鉴于±800kV换流变压器结构十分紧凑,绝缘结构比较复杂,绕组对地电容大,为适应世界第一个特高压直流输电工程——±800kV云广直流输电工程建设的需要,采用阀侧直接加压方式对±800kV换流变压器进行现场长时感应耐压带局部放电测量试验,不仅要求试验装置能提供很大的无功功率,还需试验变压器具有很高的输出电压,试验难度高。试验前,在试验频率的计算中增加了试验变压器试验无功功率的影响,并以此校核试验装置是否满足要求;试验以GB1094.3—2003《电力变压器第3部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》及DL417—1991《电力设备局部放电现场测量导则》确定加压程序和试验评价方法,直接从阀侧绕组加压。现场试验数据验证了该试验方法是正确的。该试验采用变频电源装置,具有试验设备少、接线简单等特点。

阀侧角接换流变压器现场长时感应耐压带局放试验

在糯扎渡特高压直流工程普洱换流站换流变压器交接试验工作中,以某台角接换流变压器为例,研究并成功实施了现场采用阀侧直接对称加压方式的换流变压器长时感应耐压带局放试验。详细介绍了试验方法及原理、所需仪器设备、参数计算和现场应用情况,同时也对现场试验实施过程中积累的经验进行了总结。