基于磁-热-流耦合的非晶合金变压器运行特征分析

非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化和运行控制具有理论指导意义。本文基于三维磁-热-流多物理场耦合仿真计算和温升试验,以一台型号为SBH15-M-200/10的三相油浸式非晶合金配电变压器为研究对象,分析其额定负载下的运行特征,仿真计算各绕组的热点温度,并通过短路法温升试验对仿真结果的正确性进行了验证。研究表明：三维磁-热-流多物理场耦合计算非晶合金变压器绕组热点温度值与温升试验结果的相对误差小于5%,所研究非晶合金变压器绕组的热点温度出现在B相低压绕组的中上部,热点温度达到64.77℃     

影响干式变压器温升的分析与改善

干式变压器有油浸式变压器所没有的优点,有利于加大对干式变压器的研究。本文主要对干式变压器的温升问题以及改善进行分析,对干式变压器的铁心以及绕组发热进行简要研究,研究了铁心的涡流损耗以及空载损耗,绕组发热因素,然后针对各自发热的现象,提出了行之有效的解决对策,在最后给出了实时检测系统的特点,实现了从设计到管理对干式变压器温升的研究。     

油浸式电力变压器温度场分布的计算分析

为更准确地掌握油浸式变压器的内部温度场分布,为其绝缘寿命评估提供依据,在分析变压器产热散热机理及导热途径的基础上,依据对流传热和热辐射特性及温度场计算的流固耦合模型,在多物理场仿真软件COMSOL中实现了变压器温度场分布的建模计算;得到了绕组的温度分布。绕组从下到上的温度分布大致为低—高—低走势,热点位于低压绕组上半部分。同时将计算结果与变压器温升试验实测数据进行了对比,两者吻合较好,绝对误差5.3%以内,说明了计算结果的正确性。在此基础上还分析了负载系数、水平油道高度和油流挡板设置对绕组温升的影响。     

变压器绕组热点温度热电类比计算模型仿真分析

变压器绕组的热点温度是决定变压器过载能力和油纸绝缘老化率的关键因素。在传统热理论基础上,考虑了温度对油粘度的影响,结合热电类比方法和IEEE推荐的热点温升模型提出一种预测变压器绕组热点温度的仿真模型。采用Runge-Kutta方法求解变压器实时的顶层油温和变压器绕组的热点温度,并与100kVA/5kV(ONAN)试验变压器的实测温度数据进行对比,仿真结果与实测数据有较好的一致性。     

基于热网络模型和参数估计的感应电机定子绕组温升测试方法

对感应电机定子绕组进行直流温升测试,可以在避免转子温度干扰的条件下,有效分析和验证定子的散热能力。然而,定子绕组温升实验存在耗时长和难以获得绕组最高运行温度的问题,而利用热模型计算所得的绕组温升精度又较难保障。为此,提出一种基于热网络模型和参数估计的感应电机定子绕组温升测试方法。该方法通过热网络模型描述定子绕组温度的变化,再利用定子绕组温升实验的若干样本数据,结合参数估计原理,准确获得热网络模型参数,从而对定子绕组的整个温升过程进行有效估计。结果表明:在完成参数估计后,定子绕组热网络模型可准确获得不同电流条件下的定子绕组温升过程。因此,所提温升测试方法不仅可节约温升测试的实验时间,还可获得实验中无法测量得到的定子绕组最高运行温度,为电机定子绕组后续设计与改进提供一定依据。     

铁道牵引变压器动态温升的仿真计算

针对铁道牵引变压器在各种负荷条件下的温升情况,进行了深入的仿真计算研究,揭示了影响牵引变压器温升的因素,并对如何充分利用牵引变压器容量提出了建议．     

基于多物理场耦合的非晶合金变压器短路特性分析

非晶合金变压器具有显著的节能优势,但是抗短路能力不足。针对在实际试验研究中非晶合金变压器绕组短路系列故障设置困难问题,本文基于电磁场-结构力场-温度场的瞬态多物理场耦合理论,建立变压器有限元三维模型。仿真了低压侧出口三相短路条件下非晶合金变压器矩形绕组的短路特性,研究了非晶合金变压器发生短路时温度剧烈升高所带来的热应力对绕组形变的影响。并对单独电磁力作用和电磁力热应力耦合作用下的绕组应力和形变进行了对比,计算结果表明热效应会对变压器形变产生较大影响,造成矩形绕组多处严重变形损坏。短路温升是变压器变形损坏不可忽略的因素,同时也是提升变压器抗短路能力中需要重点考虑的问题。     

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。     

基于励磁电感参数识别的变压器励磁涌流判别方法

对基于励磁电感参数识别的变压器励磁涌流判别方法进行了研究,指出其不能直接应用于电流互感器接于绕组外侧三相变压器的局限性.针对这一问题,提出了一改进算法,使此原理不仅可以应用于单相变压器和能直接测量三角形接线侧绕组相电流的三相变压器,而且也可以直接应用于三角形接线侧电流互感器接于绕组外的三相变压器,并通过动模试验验证了该方法的正确性与判据的有效性.仿真结果表明,改进的保护算法能够快速有效地进行励磁涌流和内部故障电流的识别,算法本身稳定,在内部故障时具有较高的灵敏度.     

基于综合节能的整流变压器最优运行工况研究

应用于金属冶炼、化工电解等行业的大功率整流变压器,其线圈铜阻随温度升高而增大,相应的基本铜耗也会增加;冷却装置的投入不仅能控制整流变压器在温升限值内运行,还能降低绕组温度实现降耗,但该过程加大了冷却装置的能耗,系统的整体能耗是否最低就需要根据实际情况进行分析.本文结合某铝业公司工程实测数据,对整流变压器损耗与温升关系,冷却功率与温升关系进行了深入研究,通过优化计算得到整流变压器的最优运行工况,即系统综合能耗最低时的温升及需投入的冷却功率,为整流变压器综合节能提供了理论依据和有效方法.     

感应滤波四绕组变压器及其滤波补偿装置分析

为改善220kV变电站的电能质量,提出了一种基于感应滤波技术的四绕组变压器,相比传统三绕组变压器,其增加了一个具有零阻抗设计特征的附加滤波绕组.附加滤波绕组接配套的滤波补偿装置,此变压器能够高效抑制110kV和35kV负载侧的谐波,减小220kV侧的谐波电流.对比分析了几种较为常用无功补偿容量的分配方案,确定了采用配系数分配方法设计感应滤波四绕组变压器配套滤波补偿装置的优化方案,从而实现了滤波总电感最小的目的,保证了滤波补偿装置的经济性.利用PSCAD/EMTDC软件建立了感应滤波四绕组变压器及滤波补偿装置的仿真模型.仿真结果表明,本文提出方案的滤波效果远远优于传统的三绕组变压器的滤波方案,具有良好的工程应用前景.     

黄河水电公司某水电站5#变压器损耗测试报告

目的：通过检验某水电站5#变压器铭牌损耗参数的准确性,为变压器损耗分析提供依据.方法：空载损耗从5B高压侧加压和低压侧加压进行测试;负载损耗在发电机电流升至最大输出值,分别在变压器油温达到40℃、50℃、55℃时进行测试.结果：若不带主变高压侧电缆时,空载损耗和空载电流与铭牌值比较无明显差别;在额定电流下,再用绕组温度换算至参考温度时,负载损耗均与铭牌值比较无明显差别;大型变压器由于短路阻抗电压校正到参考温度基本不变,因此阻抗电压值与铭牌值无明显差别.结论：某水电站5#变压器铭牌损耗参数均与现场测试值比较无明显差别,偏差符合规程要求.     

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     

变压器直流扰动多物理参数变化特性

针对变压器直流扰动多物理参数变化问题,研究了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...     

基于Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布,B相高压中压绕组所受的轴向电磁力,以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

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.     

基于阻抗调节的交流输电线路特种取能电源研究

摘 要: 交流输电线路的在线监测与信息互联是建设泛在电力物联网中至关重要的一环,但是为监测设备稳定供能是研究难点,利用电流互感器为交流输电线路监测设备供能前景广阔。交流输电线路电流变化范围大传统的电流互感器供能不稳定,为了提供稳定的输出功率,文中提出了一种电子负载并联在电流互感器二次侧通过阻抗匹配调控使电流互感器从交流输电线路提取稳定能量。经实验验证通过调节电子负载可以为直流负载提供稳定的20V输出电压、9W输出功率。     

电力变压器的节能新趋势

节能降耗是未来电力变压器的重要发展方向。本文分析与总结了几种具有发展前景的变压器节能新技术,包括采用多级接缝铁心结构与非晶合金铁心材料,绕组采用高温超导技术。