大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

依据电磁学和力学基本原理,针对一台405 MVA/500 kV换流变压器,利用MagNet仿真软件,建立了最小分接短路工况下考虑局部不平衡安匝和调压绕组的三维对称有限元模型,并通过短路阻抗的仿真实验验证了谐波分析法和模型的准确性,计算出网侧绕组受到的轴向短路电动力.利用ANSYS软件建立“弹簧-质量-阻尼”模型进行模态分析,阐述了多载荷施加点、多自由度的变化振动系统中,线饼单元所受惯性力和弹性力的作用规律,讨论了网侧绕组上惯性力和弹性力的分布情况,以及这2种力对于轴向振动稳定性的影响.最后运用傅里叶变换对弹性力进行频谱分析,求得网侧绕组在振动过程中振动形式和能量的分布,并验证其稳定性.     

突发短路条件下变压器绕组振动特性的仿真研究

为了研究小容量电源条件下变压器绕组在短路冲击下的振动特性,建立了基于冲击电流发生器的变压器短路冲击振动试验平台,根据一台单相10/0.4kV变压器的结构参数,利用场-路耦合的有限元算法,获得了短路冲击下变压器绕组的电流变化规律,并与试验结果进行对比,验证了仿真方法的正确性。在此基础上,提取高低压绕组端部、中部线饼轴向电磁力的变化规律,利用瞬态动力学获得了高压绕组不同线饼在冲击电流下的振动响应。研究结果表明:三维有限元模型的场-路耦合算法可以准确地获得试验平台的电流特性;短路冲击下绕组轴向振动最大加速度位于绕组高度的1/4和3/4位置处,可以在油箱表面正对该位置的区域进行振动监测;绕组同一线饼中垫块间线匝振动加速度大于垫块所在位置的振动加速度;由于惯性,绕组轴向振动加速度最大值的时刻滞后于电流幅值最大的时刻。     

短路冲击下变压器振动频响函数研究

针对离线测试方法无法对遭受短路冲击后的绕组状态进行在线评估和诊断的问题,提出了一种利用冲击电流下绕组振动的频响函数来表征绕组机械状态的方法。该方法利用振动信号和冲击电流构建了单输入多输出的振动系统,通过自功率谱密度函数获得短路冲击下变压器绕组振动的频响函数,并利用相关系数对多次短路冲击下绕组振动频响函数的相关性进行分析。对一台220kV变压器短路冲击试验的研究结果表明,在多次短路冲击中,不同频响函数间的相关系数与相电抗的偏差之间存在一定的负相关关系,即相关系数随相电抗的偏差增大而降低,相电抗偏差越大,相关系数越低。该方法可以利用短路故障时的录波信息,通过绕组的振动频响函数和两次短路冲击的相关系数来表征变压器绕组的机械状态。     

油浸式电力变压器绕组与铁心振动特性研究

利用变压器振动测试系统,对在变压器油箱表面测得的铁心及绕组的振动信号进行研究.在理论研究影响铁心及绕组振动各因素的基础上,实验验证了在空载状态下油箱表面测得的,铁心振动信号的基频幅值与施加电压的平方以及绕组振动信号的基频幅值与流过绕组的负载电流平方都呈较好的线性关系.指出了铁心振动信号中含有高次谐波含量,且与施加电压的平方不存在线性关系,而绕组振动信号主要集中在100Hz处.提出了电网电压波动较大时必须考虑空载电压大小对铁心振动的影响,评价绕组的振动水平时必须考虑负载电流的大小.研究内容对于振动信号分析法的推广应用具有重要意义.     

不同运动速度下轴向运动梁的非线性振动研究

应用增量谐波平法(IHB法)研究在不同轴向运动速度下运动梁的非线性振动。根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量,并利用Galerk in方法离散运动方程,得到了带3次非线性项的多自由度方程。典型算例获得了轴向运动梁横向非线性振动在不同速度下的频率-振幅响应曲线,讨论了出现内部共振的临界速度vc。     

油浸式变压器绕组振动特性研究

变压器外壳的振动信号是反应变压器运行状态的有效信息。为研究正常运行变压器绕组的振动信号特征,在分析变压器绕组振动原理的基础上对振动频率及加速度幅值两大特征量进行了讨论。并采用短路电流法进行变压器绕组振动信号测试,统计分析了不同型号、不同容量变压器绕组振动信号的频率分布和振动加速度幅值特点,测试结果与理论分析一致,正常状态下变压器绕组的振动信号频率集中在100Hz;B相绕组的所受电动力大于A、C两相,B相振动加速度幅值最大。本文结果可对进一步研究基于振动信号的变压器故障诊断技术提供参考。     

电子的非线性振动

研究电子在带电圆环中心轴线上的非线性振动。用数字计算机模拟法和谐波平衡法讨论振动的解及周期。     

电力变压器垫块弹性特性的测量及其在绕组轴向稳定性分析中的应用

本文以分析电力变压器绕组轴向动稳定性为目的,实验测量了电力变压器绕组垫块的弹性特性,比较了垫块在变压器油中,不同浸泡时间和不同油温条件下,弹性特性的变化规律;研究了电力变压器绕组轴向动态力和动态位移分析的方法,建立了描述绕组轴向振动的质量弹簧系统,将垫块看作弹簧,其应力应变关系由测量获得,推导了绕组轴向振动的动力学方程,采用后向欧拉法求解。以某变电站一台220kV等级的变压器为例进行了轴向动态性能计算、分析和校核,校核结果满足该变压器在高中额定分接情况下发生短路后的动稳定性能要求。文中所得结论为增强变压器绕组轴向稳定性提供了理论依据。     

强非线性振动系统的渐近解

对强非线性振动系统进行参数变换,把强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统,利用参数待定法即可方便求出强非线性振动系统的渐近解．     

有间隙拱型结构的扭弯耦合振动非线性分析

利用有限元数值计算与解析分析相结合的方法,通过对带间隙的拱型构件的振动分析,研究了拱型结构件在两端约束存在间隙时的扭弯耦合非线性振动特性,提出了数值解析法,并得到满意的结果,从而为解决此类问题提供了一条新途径。     

求解非线性振动微分方程的改进区域分析方法

推广了秦元勋关于微分方程的区域分析理论,提出了一种求解非线性振动微分方程的新方法——改进的区域分析方法。应用该法可简便地研究多种复杂的非线性振动微分方程,求得第一次近似解析解。     

求强非线性振动系统的新摄动法

对强非线性振动系统进行参数变换 ,把强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统 ,同时再把振动系统的解展开为付立叶级数 ,利用参数待定法即可方便求出强非线性振动系统的高精度摄动解。     

屈曲粘弹性倾斜矩形板的非线性振动分岔

粘弹性矩形板在工程中经常发生各种振动 ,根据屈曲粘弹性倾斜矩形板的非线性动力方程 ,采用Melnikov法及Galerkin原理研究了其在铅垂周期扰力作用下的非线性振动分岔。并讨论分析了倾斜角、长宽比、板厚等因素对屈曲粘弹性矩形板发生混沌运动区域的影响 ,得到了倾斜角、板厚的增加会使混沌运动区域减小 ,长宽比的增大会使混沌运动区域变大的重要结论     

一种计算变压器绕组温度的在线算法

提出了一种根据负荷电流计算变压器绕组平均温度的实时算法,该算法涉及了负荷电流的整个历史过程和环境温度的变化。通过监控绕组温升,从而使得变压器能够最大限度地发挥其过载潜力同时又保证必要的寿命。在假定的未来负荷和油温的条件下,该算法还能预报未来时刻的绕组温升/时间特性和绕组达到最高允许温度的时间。     

关于多自由度非线性系统单频振动的渐近解

引入单频振动下与振型与质量系数有关的坐标，使得由二阶微分方程组描述的多自由度非线性系统的单频振动的渐近解的求法，可以变成和求单自由度非线性渐近解具有类似的形式，并可推广用于求多自由度非线性系统多频振动的渐近解。     

非线性电路分析的逆算符方法

应用送算符方法，给出一阶非线性电路响应的逆算符解，并以实例与四阶Ｒｕｎｇａ—Ｋｕｔｔａ方法及其它近似方法作比较。结果表明，逆算符方法具有较高的精度。解分量之间遵循相同的运算规则，具有可推导性，易于计算机实现。本文还对一阶非线性电路方程的幂级数解法，主元迭代法以及逆算符方法作了比较分析，结果指出，逆算符方法可以得到幂级数解，但更为方便和有效。     

蔡氏电路及蔡氏振荡器中非线性电阻实现的研究

作为一类能产生混沌行为的最简单自治电路 ,蔡氏电路及蔡氏振荡器广泛应用于混沌现象在非线性电路理论的研究当中。该类电路中仅含有一个二端非线性电阻 ,该电阻的实现成为研究电路中的混沌现象极为重要的一个方面。本文给出了用于演示蔡氏电路及蔡氏电路族中的混沌现象的几种非线性电阻的实现 ,并对其中的一种给出了较为详细的参数分析     

轴压下非线性材料板条混沌运动区域分析

研究了轴压下非线性材料板条的混沌运动 ,并讨论分析了轴向压力、板条几何参数及多频外扰力对非线性材料板条发生混沌运动区域的影响。