高频变压器漏抗影响机理研究

高频变压器漏抗是由其漏磁通所引起的,严重时漏抗的存在会导致电感电容的电抗相互抵消,产生谐振现象.高频变压器电压、电流的改变,会迫使漏感产生电流、电压尖峰,这会增加功率损耗,从而加速老化内部元器件,影响高频变压器的性能.为了研究高频变压器中的漏抗,针对高频变压器,使用三维有限元法从绕组布局、铁芯材料和频率三个方面对漏感的影响进行研究,并对高频变压器进行优化设计与仿真,仿真结果证明:通过选用合适的铁芯材料、绕组材料以及设定合适的工作频率等措施可以有效减小高频变压器漏感.     

变压器纵绝缘设计中冲击响应电压分布的仿真分析

讨论了不同频率下电力变压器绕组等值电路的建立原则,提出了一种适用于高频冲击作用的变压器绕组等值电路模型。采用pspice仿真软件对雷电波冲击作用下变压器绕组的暂态响应电压进行了仿真分析,比较了两种不同设计方案中变压器绕组的冲击响应电压分布情况,验证了变压器绕组分区绝缘结构的合理性。     

基于软件集成平台的平面变压器优化设计

针对平面变压器绕组特殊结构,提出了一种基于iSIGHT软件集成平台的平面变压器优化设计方法.将电磁仿真软件Maxwell 3D和电路仿真软件Saber通过优化软件iSIGHT进行集成,研究了平面变压器的寄生效应,通过改变平面变压器原边与副边绕组之间的绝缘层厚度,调节绕组各寄生参数的大小,实现了降低危及开关安全运行的电压尖峰,改善开关电源的性能,最终获得平面变压器的最优设计,并通过仿真分析来验证理论分析的正确性.     

不同变压器绕组模型对计算快速暂态过电压的影响分析

选取了等值入口电容模型、带损耗的高频模型以及以线饼为单元的等值回路模型,就快速暂态过电压(VFTO)对变压器内部绕组的影响进行了研究,同时研究了这3种不同模型对气体绝缘开关装置(GIS)内部元件处VFTO数值的影响,以及变压器绕组间VFTO的分布.计算结果表明,3种模型对GIS内VFTO的计算数值基本相同,影响VFTO数值的关键因素是变压器的等值入口电容值.     

高频变压器漏感参数对绕组形变的全局灵敏度分析

为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系，提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计，建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型，并证明三阶响应面模型的计算精度高于二阶响应面模型，其拟合优度指标和最大误差分别0.991、0.34%；其次基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法，分析了漏感参数对于不同形变种类的灵敏度。结果表明:Sobol’灵敏度分析方法可以很好地定量分析绕组形变对漏感参数的影响程度，漏感参数对于原边绕组发生径向形变最为敏感，一阶灵敏度和全局灵敏度分别为0.6951、0.6963。本文研究可为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。     

浅析变压器经济运行及算法

变压器是电力系统重要组成部分,它承担着连接发电厂与用户的作用。在电力系统中,由于不同变压器在容量、电压等级、绕组结构等在制作上存在着一定的差异,所以分布于电力系统中的变压器技术特性和各项参数也不同。正是这些差异的存在,使得在供应相同负载时,变压器运行方式肯定有损耗大小之分,当然损耗小的运行方式就是一种经济运行方式。该文主要是对变压器经济运行及算法的研究状况进行了一个系统的概述。     

基于FRA的变压器绕组变形的分频段研究

变压器绕组在较高频率的电压作用下,每个绕组本身均可视为一个由线性电阻、电容、电感等分布参数构成的无源线性双口网络,通过对该双口网络的研究可以得到变压器绕组在各个频段的等效模型.频率响应分析(frequency response analysis,FRA)是变压器绕组分频段研究的主要方法.介绍了FRA的原理,分析绕组参数变化对不同频段频响曲线的影响,给出了变压器绕组在不同频段的具体等效模型.     

高频变压器分布电容计算方法

在大容量多端口变换器中,高频振荡问题严重威胁系统的可靠运行,而高频变压器的分布电容则是重要的影响因素之一。为了在设计阶段精确计算高频变压器的分布电容,该文对不同绕组结构圆导体和利兹线的分布电容已有计算方法进行了总结,根据圆导体匝间的电场线路径提出了分段解算方法,指出了利兹线现有分析方法研究的不足,并提出了一种修正方法。考虑到高压大容量高频变压器绕组隔离层的影响,对典型C型、 Z型绕组排布方式和任意多匝多层多并联绕组排布方式的分布电容解析计算进行重新推导。通过有限元仿真和实验分析,验证了所提方法的准确性,为后续高频变压器的分布电容计算以及系统分析设计提供了基础。     

用结构参数法研究变压器绕组变形判据

为准确判断变压器在短路后的绕组变形情况,对频率响应法的测试和判定标准进行了研究。采用变压器绕组等效电路模型,研究绕组承受出口短路电动力作用、发生变形后电路特性的变化。提出了研究绕组变形的结构参数法。针对变压器绕组发生不同形式和程度变形后的结构变异,进行等效电路参数变化的分析,计算由此引起的变压器绕组频响谱线的变化,用谱线的均差方根值作为判断绕组变形程度的依据,给出测试和判断标准,并且得到了一些现场实例的验证。     

薄硅膜金属-绝缘层-半导体结构的电容-电压特性

随着各种新纳米CMOS器件技术的出现,在等比例缩小原则的限制下,硅膜厚度逐渐减薄,这对通过电容-电压法进行物理参数提取带来了挑战。本文借助半导体二维仿真器件——MEDICI,研究了不同硅膜厚度下金属-绝缘层-半导体结构的低频和高频电容-电压特性,通过研究不同偏置下的能带结构探讨了其内在物理机理,并分析了考虑金属与半导体功函数差、绝缘层固定电荷等因素的影响时该结构的电容-电压特性,为通过电容-电压特性法对薄硅膜MIS结构进行参数提取与表征进行了有益探索。     

油浸纸板分布对±500kV换流变压器饼式绕组温升的影响分析

油浸纸板在变压器中除支撑、绝缘作用外,还为油流散热提供导向通道,其分布位置直接影响换流变压器的温度分布及热点位置。分析了油浸纸板分布位置不同对换流变压器内部温度的影响,以一台±500 kV换流变压器为例,首先基于磁场仿真模型计算得到了铁心和绕组损耗;再以绕组损耗为热源,采用Fluent模拟了换流变压器内部散热的热流耦合过程,得到了流体场和温度场分布;并将软件仿真结果与经验公式结果对比,验证了软件仿真结果的合理性。最后通过改变导向分区、角环对数,探讨理想的纸板放置位置,从而得到更均匀分布的温度场。经分析,合理的导向分区与角环分布可以明显降低热点;并使温度分布更加均匀。分析结果可为变压器设计提供分析和指导;同时进一步讨论换流变压器中理想的油浸纸板位置。     

变压器直流扰动多物理参数变化特性

本文针对变压器直流扰动多物理参数变化问题,研究不同直流扰动状态下多物理参数变化特性。构建变压器直流扰动状态下多物理场模型,分析绕组/铁芯振动机理与箱体涡流损耗原理。通过变压器多物理场顺序耦合算法循环迭代求解电磁参数,将电磁参数作为机械、涡流场输入参数,进一步求解振动加速度及损耗参数。通过多物理场顺序耦合算法,仿真分析变压器不同直流扰动状态下电磁参数与机械振动、箱体涡流损耗的变化情况及对应关系。进一步,搭建动模实验平台,采集变压器不同直流扰动状态下内部绕组电流、励磁电流及振动加速度数据,并与仿真结果进行对比,验证本文方法的有效性和正确性。     

高频功率变压器模型研究

建立高频功率变压器新模型,实现了模型中铁损与铜损的有效分离;对骨架结构参数、屏蔽及工作频率对模型参数的影响进行了讨论。     

分布电容对变压器内参数影响不可忽略性分析

基于变压器的一般原理和结构出发,提出了变压器分布电容的形式和有关数据分析,并用特制线圈模拟变压器绕组,通过实验找到一些固有参考数据,进一步用外变频法确定绕组内参数变化曲线,从曲线图上找到一个特殊点,证明该极点就是由分布电容引起的谐振点。根据该极点的特点及参数可大概计算出分布电容及Q值,认为分布电容在高频下对变压器的影响不可忽视,要积极采取措施阻止其对变压器的破坏。     

采用新型双绞铜箔的变压器线圈交流损耗建模与分析

提出一种应用于低压大电流高频开关电源功率变压器的新型双绞并联铜箔线圈.由于铜箔双绞并联,铜箔间的电流及电流密度均匀,从而减小了并联线圈的交流损耗.与线圈的交错结构比较,双绞铜箔并联结构线圈的变压器具有最小的原副边耦合电容.通过建立一维涡流模型,对新型双绞铜箔进行交流损耗分析,分析结果表明铜箔绞绕方案能有效减小线圈损耗.     

直流制式下机车变压器磁场分析及绕组电感计算

针对1台具有4个高压4个牵引绕组结构的机车变压器,用ANSYS软件分析了直流制式下机车变压器的磁场,并在此基础上计算了4个低压绕组的电感矩阵,讨论了4个低压侧绕组不同的连接方式对铁心磁场分布及绕组电感的影响.在比较计算结果及结合实际要求的基础上,推荐了一种较为理想的直流制式下变压器用做滤波器的绕组连接方式.     

一种可用于高电压的新型环保干式变压器

介绍了一种可用于高电压的新型环保干式变压器的结构组成.这种变压器的结构特点是采用高压电力电缆作为变压器绕组,省去了绝缘油.通过对其温升、电场分布、暂态电压特性、短路阻抗、负载损耗等基本特性的分析认为,与传统变压器相比,这种变压器具有电压等级高、容量大、阻燃不爆、环保性能好、线路损耗小、绝缘强度高、结构简单等优点.     

热辐射和绕组绝缘纸对自然对流下的变压器温度影响

为考虑在实际中热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响，文中以 1台SSZ20-63000/110的油浸式变压器为原型，建立了包含垫圈、绝缘纸筒、压板、绕组绝缘纸和黑体热辐射的变压器热点温升物理计算模型，通过一种基于有限元的方法研究了热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响。结果表明：在自然对流情况下，热辐射会使得绕组的热点温度和温升值发生小幅度升高，而绕组表层绝缘纸使得绕组的热点温度和温升值大幅度升高；热辐射不会影响热点的位置分布，而绕组绝缘纸会使热点位置发生下移；虽然热辐射对绕组的热点温度影响较小，但是和绕组绝缘纸一起考虑时影响较大。可见仿真计算时最好不要忽略热辐射和绕组绝缘层，否则与实际值相差过大。     

基于顶层油温的变压器绕组热点温度计算改进模型

油浸式电力变压器绕组热点温度是影响变压器绝缘寿命的重?瘟浚氡溲蛊鞫ゲ阌臀旅芮邢喙亍？悸欠窍咝匀茸?变压器断路阻抗、油粘滞度以及绕组损耗随温度的变化,引入粘滞度与损耗关于温度变化的修正因子,提出一种基于顶层油温的变压器绕组热点温度改进模型。模型参数选用Levenberg Marquardt算法进行估算。对比实验室温升用试验变压器实测数据,该模型在欠负载(90%)、额定负载(100%)以及过负载(110%)下,显示了较好的一致性,特别在动态负载下,能够较好地描述各暂态温度变化情况,为变压器绕组热点温度计算提     

大功率高压开关电源变压器的损耗分析及散热控制

为了提高大功率高压开关电源的可靠性和稳定性,针对其变压器损耗与温升特性,进行理论分析和仿真实例验证,并提出一种损耗分析和散热控制方法。以Ansoft Maxwell软件建立变压器的3D模型,进行磁场的有限元分析;计算不同负载条件下的温升情况及散热所需风量,通过Ansys软件对温度场进行分析;以2000V/3A的开关电源模块为例,建立实际模型验证散热控制的有效性。研究结果表明:大功率高压开关电源的变压器损耗来源于绕组损耗和磁芯损耗;在自然冷风条件下,变压器散热情况较差,温升明显过高;采用本文所述方法所计算的风量能有效控制变压器的温升;采用该方法也可得到不同负载条件下变压器的对应损耗及所导致的温升,进一步达到调控温度的目的。