变压器并列运行时负荷分配比例与短路阻抗关系的分析

变压器并列运行需要考虑如何解决负荷分配随各变压器额定容量匹配的合理性问题,而短路阻抗是影响负荷分配比例的主要因素。介绍了变压器并列运行的优缺点及并列运行的理想条件,以两台变压器并列运行为例,分析了负荷分配比例与短路阻抗大小的关系。结果表明:额定容量不相等的两台变压器并列运行时,要尽可能保证其短路阻抗相等,使每台变压器所带的负荷根据各自的额定容量按比例进行分配;不能满足短路阻抗完全相等的条件时,额定容量较小的变压器短路阻抗应选择大一些,额定容量较大的变压器短路阻抗应选择小一些,使并列运行后的系统总传输容量大于两台变压器的额定容量之和,以提高系统运行的经济性和安全性。

400G光收发模块优化设计

为了进一步提高光模块光学耦合效率和出光光功率,设计和优化了400G光收发模块,使用带有透镜的无源器件作为光学耦合的重要部件,以提高耦合效率;采用输入/输出缓冲区信息规范(IBIS)模型对光模块的高频电路进行分析与优化;最后,对光模块进行了光学设计、链路仿真和测试。测试结果表明:设计的光收发模块眼图较为清晰,光眼图抖动为2.3 ps左右,各个通道具有较好的一致性,202 s内无误码;信号传输100 m后,未出现丢包情况,系统性能比较稳定。

可实现接收端轻量化和抗短路的无线充电系统LCC-S补偿参数配置方法

功率等级提升与轻量化是电动汽车无线充电系统(wireless charging system,WCS)的重要发展方向,如何在轻量化设计基础上兼顾极端工况耐受能力,则是当前面临的关键问题之一。文中基于大功率WCS传统模块化并联结构,提出一种接收端失谐的补偿参数配置方法;分析采用该配置方法后WCS能量传输特性,揭示其具有直流输出波动平抑和抗短路能力;进一步从优化输出功率和传输效率角度,制定具有抗短路能力的大功率轻量化WCS整体设计流程;研制一台3kW无线充电原理样机,对上述方法正确性和设计流程有效性进行实验验证。结果表明,与采用传统LCC-S拓扑的WCS相比,改进后系统效率可达95.7%,直流输出脉动减小近80%,系统滤波电容容量可减小约90%,接收端短路电流为额定值1.4倍左右,具有较强抗短路能力。

多核并行计算技术在电力系统短路计算中的应用

考虑到大型电力系统分析计算耗时过多,提出一种适用于电力系统分析计算的多核并行技术。以短路计算为例,详细给出了如何采用多核并行计算将节点矩阵分解后求解的基本流程。通过仿真分析验证了所述方法,对算法使用前后的效果进行了对比。在此基础上,针对华中电网的节点模型,进行了故障计算的测试,并比较了多核并行计算方法与基于集群计算方法的性能。结果表明所提出的多核并行计算方法正确且有效。

定子匝间短路对发电机并联支路环流特性的影响

分析了汽轮发电机定子匝间短路故障下的并联支路环流特性,以及故障参数发展对环流特性的影响。对故障时的气隙磁密进行了推导,得到两条并联支路电势差表达式,分3种情况对并联支路的环流特性进行了分析。分析了短路程度加剧、两条支路有效匝数差增大、励磁电流增大等故障参数发展对环流特性的影响。实测了SDF-9型故障模拟发电机在3种不同匝间短路情况下的环流信号,实验结果与理论分析基本吻合。研究表明,当单条支路短路或两条支路不对称短路时,并联支路内部将产生基波与三次谐波环流,且环流数值将随短路不对称程度加剧或励磁电流增大而增大;当两条支路对称短路时,并联支路内部不产生环流,且不论短路如何发展、励磁电流如何增大,环流数值不变。

基于12序分量的同杆4回线短路故障计算

分别针对同杆4回线的多种单回线故障和跨线故障,将4回线上的12相电压和电流采用分步的矩阵变换消除线间互感和相间互感,得到12序互相独立的序分量。在分析各序电压、电流特点的基础上,建立起相应的序网络,并利用短路故障时的边界条件以及各序网络计算出故障点以及各支路上的各序电压和电流分量,再通过矩阵变换得到短路故障时流过各支路的各相电流及各节点电压。通过比较计算值与ATP仿真值验证了这种计算方法的正确性。

并联逆变器的短路保护策略

常用的短路保护方案是正常下的恒压模式和异常下的恒流模式相结合的方案。因并联逆变器各模块参数的差异性,短路消除后退出恒流模式的时间不一致产生较大的环流,尤其在轻载情况下易引起功率倒灌,严重时导致直流电压过电压保护停机。针对该问题,提出利用均值电压和瞬时电流值相结合改进策略,且多台并联逆变器同时在同步信号的上升沿(或下降沿)退出恒流模式进入恒压模式,并抬高起始电压得到快速恢复额定电压。两台400kVA/50Hz的逆变器对比实验结果证明了改进策略的有效性。

高频脉冲电解加工电源MOSFET并联技术研究

高频窄脉冲电解加工(High-frequencyShortPulsesElectrochemicalMachining,简称HSPECM)可获微米级的加工精度,但较小的电源电流容量限制了它的推广使用。本文给出了一种通过功率MOSFET并联技术提高HSPECM电源电流容量的方案,讨论了MOSFET的并联均流技术和电源的快速短路保护。工艺实验表明,该电源的峰值电流可达3kA,快速短路保护电路在微秒级内可切断加工电源,满足对复杂型面及薄壁件工件的高精度加工要求。

并联运行电动机短路故障仿真及保护对策

2台并联运行的异步电动机,当一台电动机发生三相或两相短路故障被电流速断保护装置切除时,会引起另外一台正常运行的电动机电流增大,超过其额定电流4倍以上,导致正常运行电动机的速断保护误动作而跳闸。基于Matlab建立2台异步电动机并联运行时短路故障的仿真模型,研究分析了产生上述情况的机理、不同类型故障的影响程度及故障信号特征,并提出了带方向元件的电流速断保护的新方案,该方案既防止了正常运行电动机电流速断保护的误动作,又不影响故障电动机电流速断保护的正确动作。动模试验证明了该方法的正确性。

基于并行非支配排序遗传算法的限流措施多目标优化

分析了当前限流措施优化模型和算法存在的缺陷,提出了综合考虑安全性、稳定性、经济性的限流措施多目标优化模型。在潮流约束下,模型以总投资成本最小、故障后功角稳定性最佳、短路电流综合越限最小为优化目标,并且引入带精英策略的改进非支配排序遗传算法,结合基于限流效果灵敏度的支路筛选策略,应用于Pareto最优限流措施的求解。为提升优化速度,在MATLAB计算平台上对改进非支配排序遗传算法进行了主从并行改造。最后,结合改进的新英格兰10机39节点系统优化结果,验证了所提出的多目标优化方法有效、可行。

500kV变电站66kV侧断路器瞬态恢复电压特征

断路器的瞬态恢复过电压过大是导致断路器故障的因素之一,但国内的研究主要集中在超、特高压断路器而忽略了配网的断路器。基于此,利用电磁暂态计算软件PSCAD/EMTDC计算了在切空载母线和开断短路电流两种情况下,某500kV变电站66kV侧断路器的瞬态恢复电压。计算结果表明:在66kV侧切断空载GIS母线时,引起断路器两端出现的恢复电压上升率最大可达5.67kV/μs;在66kV侧短路故障引起断路器的恢复电压平均上升率为3.71kV/μs,大于厂家提供的限值2.2kV/μs。变压器侧并联一组电容可有效降低恢复电压,建议在实际工程中在变压器66kV侧并联一组6nF的电容器,可将恢复电压平均上升率降至2.16kV/μs。

串联补偿电容器短路冲击试验仿真分析

目前串联补偿设备中串联电容器运行不够稳定,故障频发。根据并联电容器试验标准,以往进行的试验项目主要包括局部放电试验、介损试验及交流耐压试验,但是这些试验不能全面地反映电容器的质量情况。为考核串联补偿电容器的过负荷承受能力,需模拟线路短路故障时电容器上的短时过电压工况。为此,在分析多种方案的基础上,确定采用并联谐振储能试验回路的试验方案。通过仿真确定试验回路中各种参数对试验结果的影响,并提出最优的参数配置方案,为下一步进行具体实际的串联补偿电容器短路冲击试验提供指导意见。

高速铁路全并联AT牵引网短路故障情况下磁场环境特性分析

将供电臂划分为3个自耦变压器(AT)区段,建立了全并联AT供电系统的仿真模型,从而得到不同故障下的电流分布,再利用得到的电流计算相应故障下的磁感应强度。计算结果表明:故障点两侧的磁感应强度幅值受故障区段、过渡电阻、故障距离和机车位置的影响较大,有明显区别,而磁感应强度的相角几乎不受影响,差别不大;噪声强度对磁场环境的影响较复杂,当噪声强度大于45 dB时,在不同类型故障发生的情况下,故障点两侧的磁感应强度相角均发生了明显的偏转。

多并联支路型可控电抗器短路电抗对支路电抗和电流的影响

短路电抗对支路电抗和电流的影响是造成多并联支路型可控电抗器(Controllable Reactor of Multi-parallel Branch Type,CRMB)支路电抗和电流额定值的选取困难、以及设备利用率下降的重要原因。根据CRMB各支路晶闸管依次导通和关断的工作特点,采用递推算法求得了CRMB支路电抗和电流的计算公式。对这些计算公式的函数分析和算例分析后指出,支路电抗随着短路电抗的增大而减小;支路电流额定值随着短路阻抗的增大而增大,而其支路电流额定值利用率最小值随着短路电抗的增大而减小;为了提高CRMB设备利用率,CRMB短路电抗应小于一个由电流额定值利用率的最小值、CRMB支路容量递增系数和支路数决定的最大值,由此可以选取短路电抗、支路电抗和电流的设计额定值。研究结论可为CRMB的工程设计和变压器式可控电抗器的研究提供理论参考。

基于并联支路环流特征的转子匝间短路故障识别

汽轮发电机转子绕组匝间短路是一种常见的发电机故障,为了对其进行状态监测和故障识别,提出了基于定子绕组并联支路环流特性的汽轮发电机转子绕组匝间短路故障识别方法。通过分析汽轮发电机正常运行及转子匝间短路故障运行时各参数的变化,得到了定子绕组并联支路电压差和环流特性,即理想电机在正常运行时不存在电压差和环流,而转子匝间短路故障导致发电机定子绕组并联支路之间出现了电压差和环流,其大小和分布与短路严重程度呈对应关系。最后,实测了MJF-30-6型故障模拟发电机正常运行及故障运行时的环流信号,与理论分析结果基本符合。

半自由状态下的风幕集尘风机的短路流场及应用

为解决煤矿生产中粉尘的严重危害 ,研制了一种新型通风机———风幕集尘风机 .介绍了其构造及在煤矿中的应用 ,提出了短路流场理论 .半自由状态下的短路流场是平行平面流、环形紊流射流及汇流叠加而成 .通过流场叠加原理 ,建立了流场数学模型 ,为煤矿综掘及相关的粉尘治理工程增加了一项新的技术与新型产品 .

配网直流变压器双极短路故障穿越方法

采用传统输入串联输出并联(ISOP)拓扑的配网直流变压器在系统发生双极短路故障时,如果不采取故障限流措施,模块电容会快速放电,故障清除后必须经过缓启充电等复杂时序完成恢复重启,无法实现故障穿越。文中提出一种基于改进型ISOP拓扑,利用故障电流阻断及限流控制实现系统故障穿越的方法。首先,理论分析了基于改进型ISOP拓扑结构的配网直流变压器系统中压侧故障穿越过程的3个阶段及其数学模型。然后,分析了基于故障限流原理的低压侧故障穿越方法及故障穿越时间的设计原则。最后,通过搭建实时数字仿真(RTDS)硬件在环半实物仿真平台进行了验证,仿真结果证明了该双极短路故障穿越方法的可行性和有效性。

利用短路效应减低环状掺水集输流程能耗方法

针对油田常规环状掺水集输流程特点,分析常规流程的掺水量与掺水温度、系统总能耗之间的关系,找出常规流程存在的节能"瓶颈",借鉴地下埋管换热器"热短路"现象,提出新的环状掺水集输流程,建立2种环状集输掺水环路的能量平衡模型.结果表明:(1)掺水量增加,环路温度降低,联合站掺水温度越高,环内温度波动越大;掺水温度高,系统能耗大,掺水量低,掺水量和系统能耗随着温度变化曲线存在交叉点.(2)常规流程的节能"瓶颈"是考虑保证联合站回油温度时,需使计量间回油温度高于联合站回油温度,从而使计量间内各环回油温度不低于联合站回油温度.(3)新的环状集输掺水环路使满足系统运行的掺水量和系统总能耗减小,计量间内环路回油温度降低,计量间环路能耗减小20%左右.该研究结果对于指导油田环状掺水集输流程改造具有一定的借鉴作用.

双馈风力发电机转子匝间短路故障分析

双馈式风力发电机转子绕组发生轻微匝间短路后,该极磁动势将发生变化,气隙磁密分布不再对称,不对称的磁密分布将在定子绕组内感应附加谐波电动势,形成附加的谐波电流。因此,可以通过分析定子绕组的并联支路环流来检测转子绕组匝间短路故障。采用多回路理论,针对一台4极电机进行建模,仿真计算了不同匝数短路故障时的定子一相并联支路的环流,所得结果与理论分析相符,从而验证了所建立模型的正确性。

并联补偿电容对限流器运行影响的仿真研究

当发生短路故障时,限流器通过插入等效限流电抗来限制短路电流。此等效限流电抗主要是感性的,因此与系统中的容性负载作用可能发生谐振,产生不利影响。对感性负荷带并联补偿电容的情况下,新型桥式固态限流器(不带旁路电感和带旁路电感)采用预触发与不采用预触发时的运行工况及是否会产生谐振进行了理论分析与比较,并通过系统仿真对分析结果进行了验证。