变压器内部故障的仿真模型及特性分析

在分析单相双绕组变压器数学模型的基础上，建立一种以磁链作为状态变量的单相变压器内部故障仿真模型．基于所建模型，对双绕组变压器正常运行时典型励磁涌流和绕组匝地匝间短路故障时一次侧电流进行仿真计算及特性分析，仿真波形与理论分析相吻合，验证了所建模型的正确性和有效性。     

电力系统仿真中的故障模型研究

在电力系统研究中,数字仿真技术已经成为重要的不可替代的技术手段。现有的电力系统仿真软件(如电磁暂态仿真软件EMTDC)中内置了很多元件模型,如发电机、高架输电线、变压器和控制模块等等,而复杂的故障模型则没有提供。因此有必要研究故障的数学模型,以满足仿真研究的需要。在所有的故障中,短路电弧和雷击是发生概率很高的故障现象,电弧模型和雷击模型的建立就成了电力系统故障仿真研究的基础工作。     

变压器匝间短路故障电-磁-热多物理场协同分析

电力变压器是电力系统的关键核心设备,变压器的运行状态直接影响供电的可靠性。针对实际实验中变压器匝间短路系列故障设置困难问题,采用有限元仿真软件建立与实际变压器一致的电磁场仿真模型,分析了变压器空载时电流电压特性,验证了模型的准确性;建立了变压器低压侧匝间短路故障仿真模型和电路模型,得到了匝间短路时绕组电流变化趋势和电磁关系变化方程。研究了短路匝数不同对变压器绕组电流和电磁参数的影响,从短路4匝到16匝,短路电流最大值从14.5 kA降到4.2 kA,磁场的最大值为正常值的20多倍;建立了变压器三维温度场模型,对比了变压器正常和不同匝间短路故障工况时的温度场分布,发生4匝短路故障时,匝间短路绕组部分温度达到500 ℃,并且随着短路匝数的增加短路绕组部分温度上升,而其他部分温度变化在100 ℃以内,结果表明匝间短路故障会严重影响短路绕组部分温度场分布,而对其它部分影响较小     

大型光伏电站直流升压汇集接入系统建模与数字仿真

以大型光伏电站为主要研究对象,针对性地研究其汇集系统.通过分析多种现有光伏电站换流器接线方式的优缺点,提出一种新型的大型光伏电站直流升压汇集系统拓扑;建立基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)技术的高变比DC/DC换流器和DC/AC换流器拓扑,并对大型光伏直流升压汇集接入系统进行建模及数字仿真;基于系统直流侧故障的原理和模型短路故障状态,比较、分析仿真结果,总结出故障特性.研究成果可为直流升压汇集系统新型设计及基于MMC的多类型换流器控制提供参考与借鉴.     

变压器带负荷恢复性励磁涌流的研究

在电力系统运行中,受自动化水平限制,往往会因为故障或误操作等因素而采取一些紧急操作,紧急操作中时常有变压器带负荷状态下电压恢复的情况,由于二次侧闭合回路的存在以及故障发生和切除时变压器铁芯的磁通量存在初始值,以及变压器磁路在暂态过程中存在非线性,使得带负荷恢复性涌流有其特殊的电磁暂态过程.本文以变压器带负荷状态下,电源侧纯金属性短路故障的条件下切除故障为例,通过建立一个二阶等效电路的变压器模型,分析了带负荷电压恢复时的变压器铁芯磁链的变化过程以及变压器两侧差流.在此基础上,通过数字仿真,模拟故障情况并讨论对变压器保护的影响.     

金属带式无级变速器速比控制研究

以发动机的速度特性和万有特性为基础阐述了金属带式无级变速器 (CVT)速比控制的理论依据 ,推导了实用的PID速比控制方法 ,建立了CVT动力学数学模型并进行了数字仿真 .分析结果表明变速器的速比变化率大小对CVT的加减速性能有着关键性作用 ,决定了发动机输出功率和汽车行驶阻力功率之间的动态匹配关系 .PID控制方法可以实现速比的合理变化控制     

考虑磁滞回线的变压器仿真及保护算法

针对变压器事故有所增加及保护正确动作率普遍偏低的现状,在研究电力变压器励磁涌流和故障电流特性的基础上,利用仿真软件Saber,建立了变压器的精确仿真模型;并对变压器的空载合闸和包括匝间短路的多种故障情况进行了全面系统的仿真计算.最后,基于小波分析理论,利用其对突变信号的强大检测能力,提出了实现变压器保护的新方法,该方法能有效地区分变压器的内外部故障,对匝间短路也同样能精确检测.数字仿真结果验证了所提算法的有效性.     

速比变化过程中CVT液压系统动态性能仿真

以金属带式无级变速器(continuously variable transmission,CVT)液压系统为研究对象,建立了CVT液压系统的传递函数和AMESI M环境下的CVT液压系统动态仿真模型,进行了CVT液压系统速比响应特性仿真计算。分析了弹簧刚度、阀芯阻尼系数及衔铁组件质量对液压系统上升时间、调整时间及超调量的影响关系,验证了所建立的CVT液压系统动态模型的正确性,并为CVT液压系统动态特性的优化提供了依据和方法。     

高铁牵引供电系统对实时电网运行影响研究

以武广高速铁路沿线某牵引变电站为背景,研究高铁牵引供电系统对实时电网运行的影响.利用PSCAD搭建了适用于高速铁路的牵引供电仿真系统.运用Jiles-Ather-ton铁磁磁滞原理建立了V/v牵引变压器的暂态模型,并在仿真系统中通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)普通变压器模型表示.设置UMEC模型中分段线性的U-I曲线来等效铁芯的饱和特性,并进行空载合闸仿真.在此基础上,对电网侧进行单相短路故障仿真、三相短路故障时的有载合闸仿真.仿真结果验证了牵引变压器暂态模型和牵引供电仿真系统的实用性和有效性,并为相关调度运行部门提供了可靠的理论依据.     

某型无人机配电系统实时仿真研究

使用Simulink建立了某型无人机自动配电系统的主要部件的数学模型。使用C MEX格式的S-函数代替Stateflow实现了多状态间的转换。模拟了发电机的过压故障、配电装置的故障控制和负载的状态控制。基于MATLAB Real-Time Work-shop(RTW)和嵌入式实时操作系统VxWorks建立了实时仿真系统,并对其进行改进方便了参数调节和故障控制。在Lab-VIEW界面显示实时仿真曲线便于观察模型的运行状况。     

电流互感器数学模型的研究

建立了电流互感器的数学模型，给出了有效的数字积分方法，并对电流互感器多种工作状态的电磁暂态过程进行了数字仿真研究。PC机上运行的仿真结果表明，所建立的数学模型和数字积分方法是正确的。     

电火花线切割加工中放电间隙状态的检测

在研究放电间隙电压特性的基础上,开发了基于数字电路的电火花线切 割（WEDM）放电间隙检测模块。该模块对放电间隙电压和电流信号进行采样,通过给定的阈值和逻辑电路来识别不同间隙状态的脉冲,用高频计数器集成芯片对采样周期内的间隙状态进行计数,计数值传输给单片机完成有关计算,并送PC保存成文件以供分析,试验表明,该模块能胶儿检测WEDM加工中放电间隙的状态,为进一步研究WEDM智能加工控制系统提供了良好的基础。     

双状态无级变速传动综合控制策略

无级变速传动是汽车理想的传动方式,是各国研究者和汽车公司研究的重点.针对以液力变矩器为起步装置,金属带无级变速传动为高速行驶时调速装置的双状态无级变速汽车,在发动机和液力变矩器台架实验基础上,提出了双状态无级变速汽车综合控制策略,进行了多工况下双状态无级变速传动的综合匹配控制仿真研究.为开发设计双状态无级变速汽车提供理论依据.     

输电线路行波电流极性比较式纵联保护方案研究

提出利用高压输电线路暂态行波电流与电容式电压互感器高压侧暂态行波电流的行波纵联保护方案．对暂态行波电流的α模量求取小波变换模极大值以确定极性．比较测量端主电路及电容器分支电路暂态行波电流的初始极性,以判断行波浪涌方向;并通过交换线路两端的故障方向信息识别线路内部故障．分析了该行波电流极性比较式保护方案的影响因素．ATP仿真表明保护方案切实可行,具有较强的实用性．     

基于C8051F的虚拟仪器数字信号显示仪的设计

介绍一种利用C8051F微控制器实现的虚拟仪器数字信号显示仪.该仪器通过串行口与计算机相连接,将PC机变成了一台多路数字信号的显示设备,可用来同时显示多路数字信号,该仪器适用于各种数字电路测量设备.     

光伏发电最大功率跟踪方法的研究

在分析太阳能电池等效电路模型的基础上,建立了太阳能电池阵列的数学模型,仿真验证了光伏发电系统存在最大功率点.针对传统MPPT控制算法的缺点,提出了固定参数法与扰动观察法相结合、固定参数法和电导增量法相结合、高斯法与扰动观察法相结合的复合MPPT控制算法,较深入地探讨了这些算法的优点及详细实现方案.通过光伏发电MPPT仿真实验,验证了高斯法在最大功率跟踪应用中的有效性.     

金属带式无级变速传动键合图建模及仿真

无级变速传动是汽车理想的传动方式,金属带式无级变速器是目前最成熟的无级变速器,作者在详细分析金属带式无级变速汽车传动工作机理和变速性的基础上,运用键合图理论,建立了该传动系统的键合图分析模型,推导出无级变速传动的状态方程。基于这一动态模型,仿真分析了汽车在加速及阻力突变时的动态响应过程。结果表明：键合图模型能够很好地反映变速传动的动态特性,本研究结果为进一步研究无级变速传动系统提供了理论分析方法和     

基于谐波状态空间的逆变器滤波电路状态评估方法研究

逆变器已经成为现代电网不可或缺的部分,广泛应用于电网与可再生能源和各种负荷之间。逆变器末端的滤波电路属于重要的部件之一,其参数状态决定于逆变器的品质及可靠性。首先通过建立谐波状态空间数学模型,获得输入量与输出量之间的耦合关系,然后注入扰动电压到逆变器输入端,通过检测输出电流的信号,利用输出量与输入量之间的耦合关系来判断逆变器滤波电路的状态情况,并将仿真所得到的输出电流的谐波含量与滤波电路元器件参数的改变关系拟合成线性关系图。最后通过实验样机验证了方法的有效性。     

基于Cruise和Matlab的CVT车辆联合仿真

 针对无级变速器(CVT)常规速比控制器的局限性,提出了一种具有工程价值的改进PID速比控制算法,在分析CVT速比控制原理的基础上,在Matlab环境中设计了改进的速比PID控制器,同时考虑到单一的仿真软件不能精确地表达整车模型的参数,在Cruise中搭建了整车模型,将Simulink中模型以API形式导入并进行不同工况的联合仿真。仿真结果表明,设计的控制器和联合仿真研究的方法是可行的,改进的速比控制器能够很好地跟踪目标速比,具有良好的动态响应和较高的稳态控制精度,联合仿真研究的结果与原车型的实际状况具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性,也体现了CVT在汽车燃油经济性和动力性方面的技术优势。     

基于虚拟仪器的辅助电路设计开发平台研究

结合测控技术与仪器专业的实验教学需求,以及学生在电子电路设计方面的设备需要,设计出一款集成有模拟信号采集、函数发生、数字信号采集及发生、以及其他常用模块功能的辅助电子电路设计开发平台.针对该平台软硬件系统设计做了详细叙述:该平台基于虚拟仪器技术,通过平台携带的数据采集卡将采集到的模拟量及数字量上传至PC端,通过PC端软件进行数据处理,或将需要的函数波形及数字量通过平台进行输出.平台与PC通过USB进行通信.并且考虑到用户的实际需求,在PC端用户程序中,开发一个虚拟串行接口,用户可根据自己的实际需求编写相应软件,通过虚拟串口与平台进行通信.