特(超)高变压器的市场前景及竞争形势

变压器是电网配电的重要设备,是电力工业中非常重要的组成部分。本文提出超(特)高压变压器市场将继续保持高速增长以及分析了高变压器在中国的竞争形势。

高阻抗变压器励磁涌流研究综述

随着电网发展系统容量增大,具有成本低、额外占地面积小、限制系统短路电流能力强等特点的高阻抗变压器应用率不断提高。目前国外对于高阻抗变压器的研究较少,而国内对于高阻抗变压器未形成系统性研究。首先介绍高阻抗变压器的定义和设计原理,对不同高阻抗变压器的实现方式进行总结。其次,针对高阻抗变压器应用过程中凸显的励磁涌流问题开展理论分析。最后,对高阻抗变压器励磁涌流抑制措施进行总结和对比,并对高阻抗变压器的研究和应用前景进行展望。

高功率Tesla变压器次级绝缘结构电场分析与设计

高功率Tesla变压器在脉冲功率技术领域应用广泛,但其次级线圈处于非均匀电场中,线圈匝间电压分布不均,容易导致匝间绝缘击穿。文中设计了一台双磁心Tesla变压器,利用有限元法建立次级线圈的电场仿真模型,分析其匝间的电场分布情况。针对匝间电压分布不均问题,提出次级线圈首尾两端双线并绕及增加屏蔽环来改善电场分布的措施,使最大场强小于微小油间隙的击穿场强,确保变压器次级线圈的绝缘安全。通过仿真分析发现首尾两端并绕可改善电场分布,但并绕匝数不宜过多。高压端增加屏蔽环后,场强分布更加均匀,最大场强下降62.9%,且最大场强远低于脉冲条件下的油间隙击穿场强,能够满足绝缘设计要求。

典型高阻抗变压器励磁涌流条件下电磁及机械特性研究

随着电网发展系统容量增大,具有成本低、额外占地面积小、限制系统短路电流能力强等特点的高阻抗变压器应用率不断提高。但是,高阻抗变压器因其空载合闸励磁涌流过大,导致零序涌流增大,从而增加了变压器所连母线上零序过流保护的误动风险,同时,国内外又缺少对高阻抗变压器系统性的研究。首先通过Maxwell有限元软件建立4种高阻抗变压器及同电压等级的普通变压器的二维仿真模型,研究变压器绕组及铁心之间的差异;然后开展了变压器励磁涌流特性的研究,明确了5种变压器之间的特性差异;最后,分析了变压器的磁密及电磁力之间的差异。从多方面入手,对高阻抗变压器进行了较为详细地、综合地研究,包括了当前所有的高阻抗变压器结构,为后续针对高阻抗变压器的研究提供了参考。

基于人工智能的变压器高精度自动化控制研究

针对现有电力设备控制算法存在的控制精度不足等问题,设计了一种基于人工智能的变压器高精度自动化控制算法。首先基于传感器采集与变压器工作状态相关的运行数据,作为CNN网络模型的输入数据;其次基于GWO算法的全局检索功能,选择最优的CNN网络参数,并将ReLU函数做为卷积层的激活函数,降低卷积层的梯度膨胀问题;最后在全连接层输出层同步控制训练误差,改善最终的控制效果。实验结果显示,人工智能CNN控制算法在训练集和测试集的异常数据识别准确率分别为98.6%和98.3%。

高压内置型高阻抗变压器涌流特性对保护的影响

结合现场保护误动实例,对高压内置型高阻抗变压器励磁涌流特性进行了深入分析,结合变压器结构的特点指出其励磁涌流大且衰减缓慢的原因。进而运用PSCAD/EMTDC搭建了仿真模型,对空载合闸产生的涌流零序分量大小及衰减时间的影响因素进行了仿真研究。建议新投运高压内置型高阻抗变压器时,考虑励磁涌流衰减时间最长的极端工况,对线路零序保护Ⅳ段动作时限进行重新整定,以保证变压器正常投运。

基于PSASP的高阻抗变压器工程应用价值模糊综合评价

分析了短路电流控制的基本原理。通过理论推导,论证了高阻抗变压器限制短路电流的机理。基于层次分析法,构造了包含目标层、准则层和指标层的评价方法结构关系。通过各指标量化值建立判断矩阵,计算出各指标的权重系数和隶属度函数。结合专家知识对实际工程的评语集,针对限流效果、运行经济性、一次投资成本及对系统稳定的影响4个方面,对高阻抗变压器的应用价值进行模糊综合评价,计算出模糊评价方案的优先度。采用中国电科院PSASP仿真计算软件,基于2016年华北电网短路数据,进行实例仿真验证。结果证明,所提出的综合评价方法在工程应用中具有实用性和有效性。

高阻抗电力变压器涌流特性及其对保护影响的研究

高阻抗变压器以其限制短路电流的优势已得到广泛应用。其中高压绕组内置型高阻抗变压器涌流问题将比普通变压器更为突出。近几年,电网中多次出现这类变压器投运时邻近设备的后备保护误动事件。从绕组结构入手,明确了变压器磁通分布和等值电路参数的对应关系。根据变压器零模涌流解析表达式和几种变压器自互漏感参数的差异,指出内置变涌流幅值更大衰减更快的特征并得到了仿真的验证,揭示了零模涌流导致保护误动的原因。对后续改进仿真和试验的平台、深化研究的方向进行了展望。

高阻抗变压器相间短路后备保护灵敏度的提高

高阻抗变压器的整定计算中,高阻抗变压器的相间短路后备保护配置的复压过流保护和阻抗保护的灵敏度往往不能满足要求。根据一个工程中的整定计算实例对不完全差动保护的原理、不完全差动保护比率特性曲线、动作电流和制动电流的计算方法、动作判据、整定计算、变压器三侧绕组容量比为100/100/50时的灵敏度校验,以及单变和双变并列运行时的灵敏度、动作时限进行了研究。研究结果表明,配置不完全差动保护可以有效的提高灵敏度,并且其原理简单易于实现,并指出不完全差动保护应用于大电流接地系统中时,防止区外故障时保护误动作的方法。

高阻抗变压器涌流的特殊性比较分析

近年来高阻抗变压器空投时零序过流保护误动的事故频繁发生,文中围绕高阻抗变压器涌流的特殊性展开研究。首先明晰了变压器'绕组排布—磁通分布—等值电路参数'的对应关系以及励磁涌流产生机理。根据高压绕组内置型高阻抗变压器、低压绕组串联电抗型高阻抗变压器与普通结构型常规阻抗变压器的结构差异阐释了等值电路中自漏感和空心电感等参数的差异。基于参数差异,从理论上分析比较了三者涌流的特殊性:相同条件下,内置型高阻抗变压器的励磁涌流幅值大于串联电抗型高阻抗变压器和普通结构型常规阻抗变压器。考虑三角绕组环流影响后,串联电抗型高阻抗变压器的原方涌流幅值大于普通结构型常规阻抗变压器;三者涌流衰减均很缓慢,相对而言内置型高阻抗变压器较另两个略快。仿真结果验证了所得结论的正确性。

高阻抗变压器零模涌流特性与动模试验研究

基于“磁通-电感”映射关系,利用研究提出的零模涌流等值电路对高阻抗变压器(含高压内置型、低压串抗型)和普通变压器的零模涌流特性进行了物理机理的阐释。参照实际变压器研制了三种变压器的物理模型,构建了动态模拟试验系统。通过动模试验分析比较了剩磁(分闸角)、合闸角、电压、副方绕组接线方式、变压器类型等因素对零模涌流特性的影响,验证了机理阐释的正确性。为抵御高阻抗变压器零模涌流引起零序保护误动的风险,提出了调压绕组内置、分合闸角度匹配和二次谐波制动等应对方法。

自然冷却高燃点油变压器温升计算方法

高燃点油变压器以其优越的防火减灾功能越来越受到用户的青睐。由于高燃点油的热物性与变压器油有很大的不同,粘度远高于变压器油,不能应用现有的变压器温升计算方法来计算高燃点油变压器的温升。文中根据传热学基本原理提出了一套计算高燃点油变压器温升的计算方法,用以计算高燃点油变压器平均油温升、顶油温升、绕阻温升等。计算结果与试验值吻合良好,可以满足工程设计计算需要。这为高燃点油变压器的研制开发提供了一种热设计的新方法。

150MVA/220kV高阻抗变压器漏磁场分析

利用漏磁场有限元软件对150M VA/220kV高阻抗变压器进行计算,并分别就短路阻抗、绕组涡流损耗、结构件杂散损耗和短路电动力进行分析。

高阻抗变压器后备保护的研究

目前高阻抗变压器采用的高压侧过流保护在低压侧区内故障时灵敏度不足,无法满足主电源侧的变压器相间短路后备保护主要作为变压器内部故障的后备保护的要求。在分析了高阻抗变压器内部构造的基础上,提出了一种新的变压器保护方案,即采用低压侧复压和电流保护,不仅可以提高高阻抗变压器低压侧内部相间故障的灵敏度,而且在低压侧外部故障低压侧CT严重饱和时仍然可以对变压器进行保护。这种方案在微机变压器保护装置中简单易行,可提高高阻抗变压器保护装置的灵敏性和可靠性。

大型发电机中性点采用高阻抗配电变压器接地的配置方法

大型发电机定子绕组对地电容较大,发生定子单相接地故障时电容电流也较大,采用中性点经配电变压器接地方式,能起到对过大故障电流限制的作用。采用高阻抗变压器作为中性点接地变压器的配置方法,利用变压器内在电抗生成的电感性电流,对故障电容电流进行部分补偿,在满足抑制故障暂态过电压要求的同时,将接地故障电流限制在允许范围内,解决了配置大型发电机中性点接地装置中常见的接地故障电流过大问题。

220kV有载调压高阻抗变压器的设计

介绍了 2 2 0kV三相三绕组有载调压高阻抗变压器的设计特点 ,列出了该类产品的主要性能参数 ,给出了特殊高阻抗的计算方法 ,并将该类高阻抗产品与常规普通阻抗产品进行了对比分析。

高功率脉冲变压器设计

简要介绍了高功率脉冲变压器,讨论了国内外该领域相关研究现状,总结了高功率脉冲变压器设计中减小上升时间及顶降,展宽输出脉宽,提高耐压性能及能量效率的方法和闭路磁芯的应用。为了使高功率脉冲变压器具有高能量传输效率,且输出波形上升时间短,脉冲宽度宽,本文采用具有高磁导率和高饱和磁感应强度值的磁性材料制造的闭路磁芯,并在变压器绕制过程中采取相应措施来达到目的。

基于PWM调制的高漏感变压器三相输出平衡控制

针对电力机车用高漏感变压器在运行中常出现的三相输出电压不平衡问题,以新型集成电抗器于一体的电力机车辅助电源逆变输出变压器为研究对象,通过建立电压闭环PWM调制以达到平衡三相输出电压和提高变压器供电质量的目的。建立了变压器与电抗器的高漏感磁集成模型,通过能量法计算得到高漏感变压器的漏感参数,并与低通滤波器的电抗器参数相匹配;基于Simulink进行高漏感变压器的工况模拟,得到在实际运行过程中三相负载不稳定的情况下产生的三相输出电压不平衡问题;建立输出电压波形闭环控制回路,对逆变器的PWM开关信号输入进行调制。结果表明:利用能量法计算的变压器漏感值与实测值误差在10%以内,通过PWM调制瞬时电压闭环控制能有效抑制三相输出电压不平衡问题,提高逆变输出变压器的供电质量。

对高阻抗变压器后备保护问题的思考

为了提高高阻抗变压器的保护可靠性,文章对高阻抗变压器现阶段的后备保护进行了研究,发现相间短路时后备保护灵敏度往往不能满足要求;另外,变压器微机保护的差动保护和后备保护设备所使用的回路相同,当差动保护回路出故障时,后备保护回路也出故障,即后备保护的作用形同虚设。因而,建议加强主保护,并使主保护兼主、备保护双重功能,互为备用,逐渐淡化后备保护。

高阻抗变压器可行性探讨

本文对高阻抗变压器的原理、技术、经济等方面进行了探讨。