基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线。其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性。基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动位移分布规律,实验结果与仿真结果对比一致。基于计算结果,分析了直流偏磁对变压器铁心振动的影响规律。     

直流偏磁条件下换流变压器空载特性分析

为了深入研究直流偏磁对换流变压器运行性能的影响,基于瞬态"场-路耦合"方法,使用实际产品参数建立了二维求解模型.结合铁心材料磁导率的非线性,利用该模型分析了不同直流入侵情况下,换流变压器空载时励磁电流的波形曲线及铁心磁感应强度变化.另外,依据半波平均算法定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下空载损耗情况.结果显示,直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变;低次谐波逐渐增加;铁心磁密峰值呈非线性增长并趋于饱和.同时,空载损耗也随之增加.该方法为考虑换流变压器偏磁时的设计和维护提供了有效手段.     

直流偏磁对换流变压器励磁电流的影响

直流偏磁是换流变压器的一种非正常工作状态，是指在变压器励磁电流中出现直流分量，它使励磁电流显著增大及波形严重畸变，使变压器铁心在正、负两个半周内饱和程度不一致，即使铁心磁化曲线不对称，使铁心出现周期性的饱和.针对上述情况，提出了一种在直流偏磁情况下研究变压器空载的二维瞬态场路直接耦合有限元分析方法，分析了在不同直流偏磁情况下，变压器空载状态下的铁心磁感应强度、励磁电流情况.结果表明，随着变压器直流电流的增加，变压器铁心饱和度愈高、励磁电流畸变愈严重.     

谐波激励下变压器振动特性分析

随着特高压直流输电以及晶闸管整流设备的全面发展,电力系统谐波出现并流入变电站,使变电站中电力变压器出现非正常工作状态,影响其稳定运行.谐波注入使变压器铁心硅钢片的磁特性包括磁化特性和磁致伸缩特性畸变,由于变压器铁心振动主要来源于交变磁场下硅钢片的磁致伸缩,因此谐波下磁致伸缩特性畸变会直接导致变压器振动特性异常.然而,对于这种谐波激励下变压器的异常振动特性,目前未见相关报道.本文在考虑磁致伸缩效应和麦克斯韦电磁应力的基础上,研究谐波入侵对变压器振动特性的影响.首先对叠加不同3次谐波磁场下取向硅钢片样片的磁化特性以及磁致伸缩特性进行测试;然后,根据测试数据建立单相变压器三维磁-机械耦合数值模型并进行空载下变压器振动仿真;根据仿真结果,分析谐波对变压器铁心应力分布、振动加速度及其频谱的影响,为分析变压器在谐波工况下振动特性奠定理论基础.     

基于SVPWM控制策略的并网逆变器研究

为解决逆变器并网谐波畸变率较大的问题,根据三相逆变器工作原理,构建了三相静止坐标系下的数学模型。利用三相逆变器的空间电压矢量调制技术,给出了交流侧电感参数选取原则,进而分析变压器二次侧不同连接方式以及直流偏磁对并网谐波畸变率的影响,并提出了改善方法。在Matlab/Simulink环境下对三相逆变器的空间矢量调制策略进行仿真验证,搭建基于DSP控制的三相逆变器实验样机,并进行了并网实验。实验和仿真结果表明,该补偿方法与控制策略是可行的。     

变压器直流偏磁对无功功率影响的仿真分析

直流输电线路处于单极大地运行方式时,其接地极向大地注入幅值高达几千安培的直流电流。该直流电流通过由中性点接地变压器和变压器间的交流线路构成的直流通道侵入交流系统,增加变压器无功功率消耗,占用变电站无功补偿设备的容量,影响电网的正常运行。基于PSCAD仿真软件,搭建典型变电站系统在直流偏磁工况下的仿真模型,对不同偏磁电流注入下变压器励磁电流变化和无功功率消耗情况进行定量仿真分析。仿真结果表明:随着注入直流偏磁电流的增加,变压器励磁电流畸变程度愈发严重,其消耗的无功功率急剧增高,对电网的无功平衡和电压调节产生极为不利的影响。该结果对直流偏磁无功功率特性以及直流偏磁工况下短路电压支持能力的研究具有参考价值。     

电力变压器铁芯磁场的测量及模型变压器的研制

详细介绍了一种模型变压器的制造工艺和方法：在铁芯中的硅钢片上装置探测线圈，并将它们迭在变压器的铁芯中，通过测量这些线圈上的感应电动势，从而得到变压器铁芯内部某些点的磁密度大小。并分析了测量的数据及各点的磁密波形。     

三相变压器线圈联结组别测定仪的设计

通过对河北沧州地区电力局在实际应用中创造的一种简单而又容易记忆的判断三相变压器线圈的联结组别方法-直流法进行了分析提高,设计了以新型编译码器ZH9401为核心组件的联结组别测定仪,使直流法通过作图来确定联贯组别代之以电子电路自动识别。     

电源电压波形畸变率的分析

通过对电源电压波形畸变率的测试,分析了影响畸变率大小的原因,阐述了当电源电压波形畸变率较大时,电动机运行性能将变坏,同时对仪器仪表的读数也会产生一定影响,使试验结果出现误差.因此,在三相感应电动机的型式试验中,首先必须测试电源电压的波形畸变率.只有当其符合国家标准时,才能准确分析判断被试电动机的质量.这就为电动机的试验和科研提供了可靠保证.     

考虑地铁杂散电流影响的变压器直流偏磁电流建模方法

地铁杂散电流会由土壤中的接地网流经变压器中性点从而引发变压器直流偏磁现象.为研究地铁杂散电流对变压器直流偏磁的作用机理,从地铁牵引电流、"钢轨—排流网—大地"杂散电流泄露路径、直流偏磁电流回路三方面等效考虑,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁的电阻模型,建立变压器中性点电流随时间、地铁位置变化的动态方程,以LU分解求解得到地铁沿线流经变压器中性点的杂散电流.利用CDEGS搭建地铁运行与变压器仿真模型,对比分析变压器中性点电流的仿真结果与所提建模方法的计算结果,所搭模型误差小,能够准确计算流经变压器中性点的杂散直流量,可有效应用于变压器受地铁杂散电流引发直流偏磁的影响分析.     

机车牵引变压器空载合闸励磁涌流特性分析

由于电力机车变压器铁芯的非线性特性及绕组中残留的剩磁,空载合闸时一次绕组易产生很大的励磁涌流．数学模拟分析变压器空载合闸的瞬态过程,基于MATLAB／sIMULINK建立电力机车主变压器空载合闸的仿真模型,分析剩磁以及磁通对励磁涌流的影响．仿真结果与理论相吻合,为电力机车主变压器的保护、电磁设计与运行提供了重要的理论依据．     

直流偏磁下变压器励磁电流的实验研究及计算

在直流偏磁条件下变压器励磁电流是研究变压器直流偏磁特性的关键。针对两种直流量引入方法,即直流量与正弦电压激励同侧引入和直流量与正弦电压激励异侧引入,通过实验结合数值计算,分析了两种引入直流量方法本质的区别及原因。研究结果表明:同侧引入直流电流比异侧引入直流电流更能准确地反映地磁感应电流或直流输电线路单极运行引起的变压器直流偏磁问题。其次,分析了直流偏磁对变压器励磁电流的有效值、直流分量及各次谐波影响的规律。最后,应用改进的磁路-电路耦合时域方法分析了直流偏磁下变压器的励磁电流,计算结果与测量结果吻合。本工作为研究变压器的直流偏磁问题打下了基础。     

基于电感法无刷直流电机起动方法的优化设计

针对无位置传感器无刷直流电机在静止和低速状态下检测转子位置较为困难的问题,提出了一种新的无位置传感器无刷直流电机电感法定位、无反转起动的新方法.由于定子铁芯的磁场饱和效应,定子绕组的电感将随着转子的位置变化而变化.通过注入3次短时脉冲检测非导通相相电压,实现电机静止时转子位置的定位,利用加速策略使电机加速至能够稳定地检测到反电动势的电压,切换至基于反电动势法的无位置传感器控制.实验结果表明,该方法在直流无刷电机静止和低速时能够可靠地检测出转子位置,验证了其对无刷直流电机起动的有效性.     

新型永磁体外置式直线振动发电机性能研究

设计了一种新型圆筒式直线振动发电机，采用永磁体外置式结构，绕组和铁心放置在内侧，利用永磁体的振动产生感应电动势，该型发电机可以为小型设备提供低压直流电源.基于常规永磁体内置式振动发电机尺寸，设计了一款永磁体外置式发电机样机，并采用二维有限元方法对其非线性无边界轴对称磁场进行了系统分析，得到了感应电动势的变化曲线.样机实验结果和有限元分析结果吻合良好，该型发电机与现有的永磁体内置式发电机相比，效率高，永磁体用量少，去磁效应小，电机性能稳定.当2种发电机均以1 m/s速度运行时，永磁体外置式直线振动发电机的空载感应电动势幅值比永磁体内置式发电机高0.6 V左右，效率提高了约1.64%.     

大型变压器螺旋绕组扭转电磁力的研究

大型电力变压器螺旋线圈的扭转变形主要是由于轴向电流分量和辐向漏磁场共同作用所产生的.针对DEP-240000 kVA/500 kV型大型电力变压器低压螺旋绕组在轴向电流分量作用下产生的扭转电磁力问题进行了研究，对变压器结构及材料特性等对轴向电流引起的扭转电磁力的影响进行了分析计算，给出了变压器低压螺旋绕组单位长度扭转电磁力沿绕组高度的分布规律及相应抑制大型变压器螺旋绕组扭转变形的措施，为大型变压器的优化设计提供了参考依据.     

S_7—500/10变压器短路电磁力的有限元分析

本文采用有限元法对S_7-500/10变压器在短路情况下的电磁力进行了九个方案的计算,选择了一种其所产生的电磁力最小的线圈排列,改进了设计,使S_7-500/10变压器经受住了突然短路的强度试验。     

具有变压器功能的并联铁心电抗器特性分析与结构设计

在复频域建立了场路直接耦合二维有限元方程,开发了相应的计算程序,计算了一台具有变压器功能的500 kV并联电抗器的磁场。电抗器的线圈也作为变压器的初级线圈。初级线圈的电路方程直接与有限元方程进行了耦合。基于计算分析,提出了2种变压器次级线圈的设计方案。分析了变压器负载电流对电抗器电感和次级线圈电压的影响。在假定次级线圈短路的情况下,计算了初级和次级线圈的故障电流,从而评估了由并联电抗器附带的变压器的抗短路能力。     

永磁感应子式步进电动机的场路结合计算法及其工程合理性

永磁感应子式步进电动机具有轴向和径向磁路，结构比较复杂，采用场路结合的计算方法比较有效．文章介绍了场路结合计算法的基本概念，采用二维磁场有限元计算法分析了场路结合法中的关键模型“齿层单元”的工程合理性．计算分析表明。采用场路结合计算法，数学模型简单实用。并能满足工程计算精度的要求．     

接地变压器故障仿真分析

解决现有接地变压器仿真技术的难题,分析接地变压器的特殊结构原理,建立接地变压器的数学模型,并对接地变压器外部故障及内部绕组故障进行理论分析;在此基础上,提出一种在MATLAB仿真平台中利用3个单相5绕组变压器模块搭建接地变压器模型的方法,实现接地变压器引出线故障、内部绕组任一点接地故障和匝间短路故障的仿真,可以应用于接地变压器的保护设计.仿真结果与理论分析结果吻合,证明了所提出的模型正确、合理.