500kV自耦变压器直流偏磁振动特征提取与模式识别方法研究

为了对自耦变压器直流偏磁进行有效检测,以变压器振动加速度信号为观测量,对比分析了直流偏磁前后500kV自耦变压器振动加速度频谱的变化特性,提出了奇偶次谐波比、频谱复杂度以及小波包能量等原始特征参数,利用主成分分析方法对原始特征参数去相关处理,采用最小二乘支持向量机的方法对直流偏磁主特征进行了模式识别。结果表明,直流偏磁对变压器振动时频特性影响显著,采取中性点电容隔直措施后,自耦变压器仍然存在较为严重的直流偏磁问题,所提出的原始特征参数能够有效反映变压器直流偏磁状态,利用主成分分析方法显著降低了特征空间维数,采用最小二乘支持向量机的方法能够实现自耦变压器直流偏磁主特征的模式识别,通过核函数参数对调整,识别准确率可达100%。所提出的方法为变压器直流偏磁的有效检测提供了技术支持。     

蒙东地区变压器直流偏磁现象检测与抑制方法

直流偏磁是影响变压器正常工作运行的一种典型现象。在分析变压器直流偏磁产生机理的基础上,认为直流输电系统入地电流是产生直流偏磁的主要影响因子。采用开发的直流偏磁带电测试仪和直流偏磁在线监测系统对蒙东地区的变压器中性点直流分量进行了测试。结果表明,蒙东地区变压器中性点直流分量已影响变压器的正常运行。     

直流偏磁对变压器运行的影响及应对措施

随着国家对"西电东送"这一重大决策的实施,建设了一大批远距离大功率的输电线路,这些输电线路均采用直流输电的方式。但交、直流混合输电后会对电网和输变电设备产生不利的影响,例如会产生变压器中性点直流偏磁的现象,主要表现为变压器励磁电流、损耗和漏磁通增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。首先介绍了直流偏磁的概念,在此基础上对直流偏磁产生的原因进行分析,同时探讨了直流偏磁对变压器运行的影响。最后提出了提出抑制直流偏磁的措施,认为较为可行的方法为中性点串接电容和中性点注入反向直流电流法,必要时还可降低变压器的运行工作点作为辅助手段。     

采用可削减直流偏磁集成磁件Cuk变换器的结构简化

在开关电源中存储和传递直流功率,会在其磁性元件中产生较大的直流偏磁,限制了磁件铁芯利用率和开关电源性能的提高,而现有可削减直流偏磁Cuk变换器存在元件多、结构和控制复杂等问题,为了研究一种既可以削减磁性元件的直流偏磁,又可以使电路拓扑结构简单的开关变换器,在分析可削减直流偏磁Cuk变换器原理的基础上,提出了一种采用可削减直流偏磁集成磁件Cuk变换器的简化结构,分析了集成磁件的工作状态,进行了电路仿真和实验研究,使经过简化的电路比原电路减少了一条包括电容和开关器件的支路,并将可控开关器件由四个减少为一个,仿真和实验验证了提出的采用可削减直流偏磁集成磁件Cuk变换器的简化结构是可行的.     

分布式变压器直流偏磁多状态量检测技术研究

直流偏磁严重威胁着电力变压器的安全运行。为了确定直流偏磁的影响范围及程度,开发了分布式电力变压器直流偏磁中性点电流、噪声以及振动多状态量监测系统并投入实际应用。系统由分布式监测终端以及远程监测服务器构成。由霍尔传感器、传声器以及加速度传感器构成检测系统前端,对中性点电流、噪声以及振动信号进行了50 Hz及其谐频幅值分析。通过设计1/3倍频程滤波器计算噪声信号1/3倍频程以及等效A声级,检测结果由监测终端分析整理后通过GPRS网络远程传输至监测服务器并存储至数据库。利用监测服务器实现当前各变压器直流偏磁状况实时显示以及历史数据查询。现场应用结果表明,所设计的分布式变压器直流偏磁多状态量监测系统测量结果准确、信号传输稳定,有助于确定直流偏磁的影响范围及程度,为直流偏磁的针对性控制提供技术支持。     

配电网单相接地期间电压互感器直流偏磁机理及抑制措施分析

为解决单相接地期间中性点不接地配电网电压互感器直流偏磁,导致励磁电流畸变过电流,谐波、振动、损耗和发热增加等,造成电压互感器故障、一次侧熔断器频繁熔断和危害配电系统的问题。通过瞬时对称分量法求解了故障期间电压互感器励磁电流表达式,分析了电压互感器直流偏磁的产生机理,提出了一种考虑灭弧的直流偏磁抑制措施,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了中性点不接地配电网,针对单相接地引起电压互感器直流偏磁的影响因素及抑制措施的有效性进行仿真。结果表明,铁心饱和、故障相角是影响电压互感器直流偏磁的重要因素,所提措施能够有效抑制直流偏磁过电流的发生。     

400Hz正弦波逆变电源偏磁控制系统研究

研究了单相桥式正弦波逆变电源产生直流偏磁的原因,对输出变压器产生偏磁的各种情况进行了深入分析,充分地考虑了控制电路、主电路开关管特性不一致、驱动电路、调理电路以及负载扰动对变压器的影响,提出了一种新的偏磁控制系统.实验结果表明,该系统能消除逆变电源各部分所引起的直流偏磁,在400 Hz正弦波逆变电源中具有较高的实用价值.     

级联H桥型多电平逆变器中变压器偏磁抑制控制方法研究

为了抑制级联H桥型逆变器连接变压器时存在的变压器偏磁现象,通过对变压器偏磁现象的形成机理研究,发现变压器原边电压和副边电流的直流分量是造成变压器偏磁现象的主要原因。根据变压器偏磁原因,提出了几种通过抑制逆变器滤波电感电流中直流分量来消除原边电压直流分量的控制策略。通过对比分析发现,电压反馈辅助以滞环控制器和检测电感电流的偏磁抑制控制器的控制策略动态响应较快,偏磁抑制比较彻底。在样机平台上进行了实验,结果表明,偏磁抑制控制器的控制策略可以完全消除级联H桥型逆变器的变压器偏磁现象,并且在投切电阻负载实验中,电压恢复时间仅在20ms以内。     

直流偏磁下变压器绕组及垫块振动特性分析

直流偏磁使得变压器绕组振动加剧,目前采用将绕组简化为忽略垫块结构的圆柱模型的建模方法误差较大.建立包含垫块的线饼式绕组精细化模型,通过电磁场-结构场-流体场多物理场耦合的方法,在对直流偏磁下变压器磁场分布进行分析的基础上,对绕组及垫块的振动位移特性进行研究且进行实验验证.结果表明:直流偏磁下变压器漏磁增加且在特定角度分...     

直流偏磁对换相失败的影响机理及定量分析方法

针对直流输电系统故障恢复过程中出现的异常换相失败现象,理论分析了换流变压器直流偏磁、换相电压波形畸变、异常换相失败三者之间的关系。以换相电压波形畸变为桥梁,提出了直流偏磁对换相失败影响的定量分析方法。根据采用某特高压直流输电系统实际工程参数建立的PSCAD/EMTDC仿真模型,应用所提方法分析了其故障恢复过程中异常换相失败,揭示了直流偏磁、电压畸变以及换相失败之间的内在联系并且量化了直流偏磁造成的换相电压谐波畸变对换相失败的影响,论证了方法的工程实用性。     

实际工况下磁控饱和电抗器的振动研究

在不同的直流偏磁下,硅钢片会表现出不同的磁化特性以及磁致伸缩特性。为了研究实际工作状态中磁控饱和电抗器的振动,对不同直流偏磁下硅钢片的磁化特性和磁致伸缩特性进行测量。并基于测得的本构关系,建立磁控饱和电抗器的电磁-机械多场耦合模型。考虑铁心的电磁力和硅钢片的磁致伸缩效应,进行磁控饱和电抗器在不同直流偏磁下电磁场和机械场的数值计算,以得到磁通密度、应力和振动的分布情况以及直流偏磁程度对磁控饱和电抗器振动的影响,进而分析电抗器不同位置的振动情况,为减少磁控饱和电抗器的振动噪声提供有力的理论依据与计算方法。     

抑制直流偏磁导致的互感器饱和的直流补偿法

在超特高压直流输电线路相继投入运行的背景下,直流偏磁造成电流互感器(current transformer,CT)饱和的现象日趋严重,抑制CT饱和尤为重要.通过直流偏磁产生机理和CT等效模型的建立,推导得到3种CT暂态饱和时的二次电流及铁芯磁链表达式,并提出直流补偿法来抑制直流偏磁导致的CT暂态饱和.基于电力系统计算机辅助设计PSCAD(power sys-tems computer aided design)仿真平台,分析直流偏磁对CT二次电流的影响,通过定量计算得到补偿直流与偏磁电流的对应关系.抑制电流互感器暂态饱和可以确保其准确地将一次电流传变至二次侧,二次电流波形不会出现畸变,能够避免因差流过大引起的保护误动,确保电力系统安全可靠运行.此外,针对励磁涌流及接地故障造成的CT饱和,仿真结果验证该方法切实可行.     

硬磁畴动态特性的进一步研究

实验研究了直流偏场为0时形成的枝状畴的一些动态特性,发现由这些枝状畴形成的硬磁畴均顺时针转动,通过与固定直流偏场下形成的硬磁畴的转动状态的比较,首次证明脉冲偏场上升沿和下降沿对形成的VBL所起的作用是不同的.     

直流偏磁增大换相失败风险的机理分析及仿真

对直流偏磁、电压畸变导致过零点漂移以及与换相失败的关系进行了分析,指出直流偏磁场景下换流变压器的励磁电流将发生畸变,使得变压器励磁电抗工作在非线性区域,不仅可能引起交流母线电压的畸变以及换相线电压过零点漂移,甚至可能增大换相失败的风险.基于所建立的中国南方电网交直流混联输电系统PSCAD/EMTDC仿真模型,对特高压直流输电双极平衡和大地-单极运行工况下同一故障场景的换相失败风险进行了仿真分析和对比,结果验证了理论分析的正确性.     

直流偏场和面内场共同作用下第Ⅰ类哑铃畴的条泡转变

实验研究了直流偏场和面内场共同作用第Ⅰ类哑铃畴(IDs)的条泡转变现象.实验表明:1)存在3个特征直流偏场,即:条泡转变后的磁畴均为软泡的磁场以及条泡转变后的磁畴中依次出现普通硬磁泡和第Ⅰ类哑铃畴的磁场;2)IDs的最小条泡转变面内场和最大条泡转变面内场均随直流偏场的增加而减小.     

特高压直流输电对交流电网变压器的影响

本文以糯扎渡-鹤山±800 kV特高压直流输电系统为研究对象,分析了特高压直流输电系统采用单极大地方式运行时直流偏磁产生的原因及对交流变压器本身和电网的影响,对流过变压器绕组直流电流大小的相关问题进行了讨论,并结合目前江门电网的情况提出几点抑制流入变压器中性点地中直流的措施。     

广州地区主变中性点直流偏磁抑制措施研究

我国发电能源和用电负荷的分布不均衡,华南和华东地区经济发达,电力需求空间大,能源却极奇缺乏。西部经济发展相对滞后,但能源资源丰富。通过高压直流输电技术将西电东送,能极好地解决此问题。目前以广东为受端的直流输电系统共有八回,直流输电系统单极大地回线方式运行给广州地区内中性点直接接地的主变压器带来严重的直流偏磁问题,造成变压器振动、噪声异常,电网谐波增大,对电网的安全稳定运行构成威胁。通过仿真计算,得到广州地区直流分布情况,并针对性提出直流偏磁抑制措施实施站点。     

石榴石磁泡膜中枝状畴的形成

“低直流偏场法”是一种以枝状畴为出发点来形成硬磁畴的新方法；使用它能够在“脉冲偏场法”无法 产生硬磁畴的磁泡薄膜上很容易地产生三类硬磁畴。     

枝状畴的形状与硬磁畴种类的对应关系

本文用“低直流偏场法”研究了枝状畴的形状与硬磁畴种类的对应关系。     

500kV某变电站35kV侧电容器组运行故障分析及治理措施

<正>电力系统中,并联电容器组作为无功补偿设备十分普遍,随着输变电技术的发展,电力电容器已成为电力系统中重要的设备,运行电网中存在的谐波与并联电容器组相互作用,会产生谐波放大甚至发生谐振,对系统及其他电气设备造成危,很多并联电容器组因为谐波的出现而导致过热,响声异常等损坏现象,无法正常运行。高压直流输电和地铁运行过程期间也会对电网引发一系列问题,变压器直流偏磁问题为其中之一,变压器直流偏磁将会引起一系列的不良后果,