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特高压变压器直流偏磁“三变”联合仿真分析

高电压技术 2020年第12期46卷 4097-4105页

作者：王泽忠刘恪李明洋李冰胥建文赵九才华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206 广东电网有限责任公司佛山供电局佛山528000 山东电力设备有限公司济南250000

利用变压器时域场路耦合模型,首次对单相特高压变压器的主体变、调压变和补偿变3台变压器(简称"三变")进行联合仿真,分析了特高压变压器在受直流偏磁影响后电压电流波形的变化及3台变压器之间的相互影响关系。3台变压器线圈均具有小电... 详细信息

利用变压器时域场路耦合模型,首次对单相特高压变压器的主体变、调压变和补偿变3台变压器(简称"三变")进行联合仿真,分析了特高压变压器在受直流偏磁影响后电压电流波形的变化及3台变压器之间的相互影响关系。3台变压器线圈均具有小电阻大电感的特点,很小的直流电压计算误差也会在电路中的并联支路上引起较大的直流电流环流;同时小电阻大电感电路时间常数大,过渡过程长,增加了仿真计算的困难。在仿真分析中,通过在并联支路上人为增加串联电阻,配合电压补偿,缩短了过渡过程,减小了计算结果的误差,提高了计算效率。通过搭建特高压变压器缩比模型直流偏磁实验平台,验证了所提出的串联电阻电压补偿法和场路耦合模型的准确性。

关键词：特高压变压器直流偏磁场路耦合串联电阻电压补偿缩比模型

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抑制变压器直流偏磁的电流注入法

电力系统自动化 2009年第20期33卷 88-91,108页

作者：潘卓洪梅桂华张露谭波文习山武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 广东电网公司电力科学研究院广东省广州市510600

针对直流输电单极大地运行方式下变压器直流偏磁的问题,提出中性点注入直流电流的抑制方法,并建立了电网的直流网络模型,分析了该方法的原理。通过仿真和实测数据的对比,验证了模型的有效性,并定量分析了土壤电阻率和补偿距离对补偿度... 详细信息

针对直流输电单极大地运行方式下变压器直流偏磁的问题,提出中性点注入直流电流的抑制方法,并建立了电网的直流网络模型,分析了该方法的原理。通过仿真和实测数据的对比,验证了模型的有效性,并定量分析了土壤电阻率和补偿距离对补偿度的影响。仿真计算和广东义和变电站的实际应用情况表明:电流注入实质上起补偿变电站间母线电位差的作用,土壤电阻率增大或者补偿距离减少会导致注入电流增加,补偿度降低,在一般情况下补偿度小于0.6。最后以罗洞站抑直方案为例,验证了电流注入法不适用于复杂运行方式的变电站,并提出了解决方案。

关键词：直流输电变压器直流偏磁电流注入法仿真

准东—皖南±1100kV特高压直流输电工程受端电网的直流偏磁影响预测及治理

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电网技术 2018年第2期42卷 380-386页

作者：杨娜陈煜潘卓洪文习山国网安徽省电力有限公司经济技术研究院安徽省合肥市230022 武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

研究准东—皖南特高压直流输电工程接入后对受端电网的直流偏磁影响,分析了直流偏磁影响的作用机理,建立变压器直流偏磁风险评估模型,提炼土壤电阻率、中性点运行方式等影响直流偏磁电流的关键因素,多方法实测并运用嵌入局部共轭梯度搜... 详细信息

研究准东—皖南特高压直流输电工程接入后对受端电网的直流偏磁影响,分析了直流偏磁影响的作用机理,建立变压器直流偏磁风险评估模型,提炼土壤电阻率、中性点运行方式等影响直流偏磁电流的关键因素,多方法实测并运用嵌入局部共轭梯度搜索的人工蜂群全局优化反演方法,开展大地电阻率水平多层分布的参数反演,进一步考虑淮南—溧阳地质廊带连续介质二维反演电性结构,建立适用于受端电网直流偏磁电流分布计算的大地等效模型,最后仿真对比电容隔直法、阻容结合法等多种抑制措施,提出直流偏磁综合治理策略,为安徽电网及其他±1100kV特高压直流落点后的电网直流偏磁影响研究及治理提供技术支撑,提升电网安全稳定运行水平。

关键词：直流偏磁 ±1100kV特高压直流大地电阻率抑制电容隔直阻容结合

单相单柱旁轭变压器空负载工况下的直流偏磁关键性能测试

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中国电机工程学报 2019年第14期39卷 4334-4344页

作者：张书琦汪可李金忠孙建涛谢庆峰胡小博王晓燕丁国成新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国家电网有限公司北京市西城区100031 中国西电集团有限公司陕西省西安市710075 西安西电变压器有限责任公司陕西省西安市710077 国家硅钢工程技术研究中心湖北省武汉市430080 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230610

为深入研究中性点直流电流引起的变压器直流偏磁问题,开展110kV单相单柱旁轭变压器直流偏磁下的关键性能测试和分析。电压电流波形显示,励磁电流峰值和损耗均随直流电流的增加呈线性增加规律,负载偏磁下的损耗增加量与空载偏磁状态一致... 详细信息

为深入研究中性点直流电流引起的变压器直流偏磁问题,开展110kV单相单柱旁轭变压器直流偏磁下的关键性能测试和分析。电压电流波形显示,励磁电流峰值和损耗均随直流电流的增加呈线性增加规律,负载偏磁下的损耗增加量与空载偏磁状态一致。谐波分析结果表明,负载偏磁下负载侧的电流畸变主要来源于电压波形畸变,励磁侧电流波形中除了负载电流的折算部分,更多的是直流电流导致的励磁电流畸变,其峰值的增加规律与空载偏磁状态基本一致。其次,直流偏磁下变压器噪声呈现先快速增加、后逐渐饱和的趋势,注入直流36A的声压级较未偏磁状态增加约20dB,额定负载偏磁下的噪声均比空载偏磁状态大2dB左右。直流电流造成铁心和油箱表面振动加速度明显增加,未发现铁心结构件压紧力失效的特征信号。最后,直流电流导致变压器绕组和结构件温升均显著增大,注入直流电流36A的绕组和拉板热点温升均超过90K,同时油中出现碳氢气体。测试结果为变压器直流偏磁耐受能力评估提供关键依据。

关键词：单相变压器直流偏磁谐波分析铁心振动噪声温升

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特高压变压器直流偏磁对绕组电流的影响

电工技术学报 2020年第7期35卷 1422-1431页

作者：李冰王泽忠刘恪杨箫箫李明洋高电压与电磁兼容北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为了快速而准确地分析特高压变压器负载下直流偏磁对各绕组电流的影响,基于棱边有限元法建立特高压变压器的时域场路耦合模型,在磁场模型中根据能量扰动原理,通过能量增量计算动态电感,在电路模型中利用动态电感参数建立瞬态电路偏微分... 详细信息

为了快速而准确地分析特高压变压器负载下直流偏磁对各绕组电流的影响,基于棱边有限元法建立特高压变压器的时域场路耦合模型,在磁场模型中根据能量扰动原理,通过能量增量计算动态电感,在电路模型中利用动态电感参数建立瞬态电路偏微分方程模型并应用四阶龙格库塔法进行求解。针对特高压变压器大电感、小电阻带来的极为漫长的过渡过程以及直流偏磁计算易被忽略的难点,通过在电路模型中增加串联电阻,使达到稳态的时间大大缩短,并通过电压迭代补偿,有效消除串联电阻值导致的计算偏差,计算特高压变压器负载运行时受直流偏磁影响下的励磁电流与各绕组电流,并分析不同直流偏置电流对特高压变压器各绕组电流的影响。通过搭建与特高压变压器相同的铁心结构以及高、中、低压侧具备相同绕组匝数比和容量关系的缩比模型直流偏磁试验平台,验证了该文所提模型的正确性。

关键词：特高压变压器直流偏磁棱边有限元场路耦合模型串联电阻电压补偿负载运行缩比模型

变压器直流偏磁对光伏并网逆变器的影响及抑制方法

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电工技术学报 2013年第12期28卷 237-244页

作者：王翔郝瑞祥王剑北京交通大学电气工程学院北京100044

变压器直流偏磁会导致励磁电流出现较大畸变。对于工频隔离型光伏并网逆变器,其输出特性受变压器直流偏磁的影响很大,因此在设计控制策略时必须设法消除逆变电流中的直流分量。提出了一种基于比例-积分-谐振(PIR)控制的电流控制策略,实... 详细信息

变压器直流偏磁会导致励磁电流出现较大畸变。对于工频隔离型光伏并网逆变器,其输出特性受变压器直流偏磁的影响很大,因此在设计控制策略时必须设法消除逆变电流中的直流分量。提出了一种基于比例-积分-谐振(PIR)控制的电流控制策略,实现零稳态直流输出。实验结果表明了该控制策略的有效性。

关键词：变压器直流偏磁光伏并网逆变器PIR控制

单相单柱旁轭变压器直流偏磁运行性能测试与分析

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电网技术 2013年第7期37卷 2041-2046页

作者：孙建涛李金忠张书琦刘锐汤浩高飞吴超邓俊宇中国电力科学研究院北京市海淀区100192

分析了直流输电系统双极不平衡运行时地中直流电流对交流变压器励磁特性的影响。在三沪二回直流输电系统大功率调试期间,测试了受端直流接地极附近具有单相单柱旁轭铁心结构的交流变压器的运行性能。在双极平衡运行及不平衡运行的条件下... 详细信息

分析了直流输电系统双极不平衡运行时地中直流电流对交流变压器励磁特性的影响。在三沪二回直流输电系统大功率调试期间,测试了受端直流接地极附近具有单相单柱旁轭铁心结构的交流变压器的运行性能。在双极平衡运行及不平衡运行的条件下,测量了变压器有载运行时的振动、噪声、油温、油色谱等参数,分析了变压器振动、噪声与双极运行不平衡度、主变的视在功率、油温等参数的相关性,以及直流偏磁对单相单柱旁轭的变压器运行性能的影响。测试结果表明,在双极不平衡运行期间,接地极附近交流站内变压器出现了不同程度的偏磁现象,但油温及油色谱等参数未出现异常,可以承受由此带来的偏磁影响。

关键词：单相变压器单柱旁轭铁心直流输电双极不平衡运行直流偏磁振动噪声

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基于并联可调电阻组的直流偏磁柔性治理策略

中国电机工程学报 2017年第20期37卷 5862-5872页

作者：谢志成林湘宁李正天郑颖郭倩雯熊卫红薄志谦华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北省武汉市430074 广州供电局有限公司广东省广州市510000 国家电网公司华中分部湖北省武汉市430077 许继集团有限公司河南省许昌市461000

基于隔直电容的偏磁治理方法容易加速其他企事业单位敷设于地中的金属管道的腐蚀,造成难以调解的责任冲突。同时,由于缺乏对电流全局分布的考虑,传统隔直投切方法也容易造成区域内其他变压器出现中性点直流电流被动超标的现象。因此,首... 详细信息

基于隔直电容的偏磁治理方法容易加速其他企事业单位敷设于地中的金属管道的腐蚀,造成难以调解的责任冲突。同时,由于缺乏对电流全局分布的考虑,传统隔直投切方法也容易造成区域内其他变压器出现中性点直流电流被动超标的现象。因此,首先提出了均直的概念,并设计了一种基于可调并联电阻组的均直装置,其次以此为抑制工具,结合交流系统等效电阻网络、变电站与接地极地理位置分布情况,建立全局均直装置优化投切数学模型。最后以全局中性点直流电流最大值最小为目标进行寻优,得到最优投切方案,实现对直流偏磁的柔性治理。通过采用宜昌地区电网实际参数对比了所提方法与传统方法的隔直效果,验证了所提方法的有效性及优越性。

关键词：直流偏磁均直并联可调电阻组柔性治理智能算法

基于Jiles Atherton磁滞理论的直流偏磁下铁心损耗预测

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中国电机工程学报 2017年第1期37卷 313-322页

作者：王洋刘志珍山东大学电气工程学院山东省济南市250061

直流偏磁下,变压器励磁电流畸变、损耗显著增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。为了研究直流偏磁对变压器铁心损耗的影响,该文基于Jiles Atherton(JA)理论提出了一种新的铁心损耗预测方法。首先,在JA静态铁心磁滞模型基础上,依据铁... 详细信息

直流偏磁下,变压器励磁电流畸变、损耗显著增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。为了研究直流偏磁对变压器铁心损耗的影响,该文基于Jiles Atherton(JA)理论提出了一种新的铁心损耗预测方法。首先,在JA静态铁心磁滞模型基础上,依据铁心损耗分离理论,在无偏磁下建立考虑涡流损耗与异常损耗的铁心动态磁滞模型,并对模型中参数进行辨识;其次,采用爱泼斯坦方圈和逆变电源搭建了直流偏磁下磁滞回线测量系统,实测了不同直流偏磁下的磁滞回线,在此基础上获得直流偏磁下铁心动态磁滞模型参数辨识结果;最后分析了直流偏磁对模型参数的影响,并对模型参数中的动态损耗系数进行了拟合,以修正铁心动态磁滞模型,得到直流偏置下铁心损耗预测方法。通过算例的计算结果与实验结果的对比验证了文中所提出方法的正确性。

关键词：直流偏磁铁心损耗动态磁滞模型磁滞回线逆变电源