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三相三柱变压器暂态仿真

高电压技术 2000年第5期26卷 4-6,8页

作者：康积涛钱清泉西南交通大学铁道电气化自动化研究所成都610031

以三相三柱式变压器铁心磁路为基础 ,建立了变压器的暂态模型。分析了模型参数和变压器实验值的关系 ,可利用变压器的实验值及几何参数确定模型参数。

关键词：三相三柱变压器暂态仿真电力系统

考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型

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中国电机工程学报 2023年第2期43卷 819-830页

作者：杨鸣龙洋汪可乐波厉璇张和杨春司马文霞输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209 西安西电变压器有限责任公司陕西省西安市710077

三相三柱变压器广泛运用于电力系统中,需建立精准的三相三柱变压器模型支撑电力系统电磁暂态分析与防护研究。经典的变压器BCTRAN模型被广泛运用在电磁暂态仿真研究中,然而经典BCTRAN模型难以准确模拟铁芯在深度饱和状态下变压器不同端... 详细信息

三相三柱变压器广泛运用于电力系统中,需建立精准的三相三柱变压器模型支撑电力系统电磁暂态分析与防护研究。经典的变压器BCTRAN模型被广泛运用在电磁暂态仿真研究中,然而经典BCTRAN模型难以准确模拟铁芯在深度饱和状态下变压器不同端口的饱和特性。该文利用序分量参数建立三相三柱变压器BCTRAN模型,精准表征变压器各相绕组间的耦合关系;利用交直流混合源对变压器进行端口试验获取励磁支路深度饱和电感从而构建完整励磁支路;在经典BCTRAN模型的基础上,通过在变压器端口添加表征铁芯空间励磁特性差异的励磁支路,进而建立考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型。对300VA三相三柱变压器及22kVA三相三柱变压器有限元模型分别进行励磁涌流试验,与传统模型相比,改进模型不同端口励磁涌流首峰值更接近实测值。试验证明,提出的三相三柱变压器改进BCTRAN模型能够较为准确地表征变压器端口的饱和特性,可为电力系统电磁暂态仿真研究提供基础模型。

关键词：三相三柱变压器改进BCTRAN模型深度饱和特性参数辨识励磁涌流

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直流入侵三相三柱变压器励磁电流及谐波计算

高电压技术 2006年第5期32卷 69-72页

作者：李晓萍文习山樊亚东张宇蓝磊陈慈萱武汉大学电气工程学院武汉430072

直流输电系统单极运行时一大地为直流电流的回路,导致大地电位相对于无限远处升高。直流电流通过两个Y0连接的变压器中性点侵入电力系统,故针对三相三柱变压器直流入侵情况建立了直流入侵下的三相三柱变压器的电路模型和相应的方程,结... 详细信息

直流输电系统单极运行时一大地为直流电流的回路,导致大地电位相对于无限远处升高。直流电流通过两个Y0连接的变压器中性点侵入电力系统,故针对三相三柱变压器直流入侵情况建立了直流入侵下的三相三柱变压器的电路模型和相应的方程,结合三柱磁路的麦克斯韦方程和非线性的B—H曲线方程,利用数字迭代法,在MATLAB环境下编程计算了三相三柱变压器直流入侵下的变压器励磁电流和谐波特征。结果表明直流入侵三相三柱变压器下并无磁通的偏移,励磁电流波形亦无畸变,但波形总体沿纵轴方向平移,平移大小为入侵直流电流的大小,励磁电流增加了直流分量,这将增加电路的电阻性热损耗,其它次谐波没有变化,结论为直流入侵三相三柱变压器没有直流偏磁现象。这与文[7]的试验结果完全一致,从计算上验证了试验结果。

关键词：三相三柱变压器直流入侵非线性单值曲线励磁电流谐波

基于Jiles-Atherton磁滞理论三相三柱变压器直流偏磁的电磁混合模型

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华东电力 2013年第4期41卷 741-745页

作者：张龙伟吴广宁范建斌曹晓斌黄渤西南交通大学电气工程学院成都610031 中国电力科学研究院北京100192

直流输电系统单极运行情况下,直流通过变压器接地中性点,构成交流系统变压器的直流偏磁,准确获得变压器铁心的磁性能并建立变压器暂态模型是分析偏磁问题的关键。介绍了基于反映物理机制的Jiles-Atherton磁滞模型模拟铁心磁化性能、以... 详细信息

直流输电系统单极运行情况下,直流通过变压器接地中性点,构成交流系统变压器的直流偏磁,准确获得变压器铁心的磁性能并建立变压器暂态模型是分析偏磁问题的关键。介绍了基于反映物理机制的Jiles-Atherton磁滞模型模拟铁心磁化性能、以三相三柱式变压器铁心和绕组的空间结构为基础、建立的变压器电磁混合模型,研究了偏磁条件下励磁电流及其谐波的规律特性。并与实测数据进行对比分析,结果表明:实验结果和计算结果吻合,本文提出的变压器电磁混合模型具有一定的可行性,提高了磁路耦合变压器模型的精度。

关键词：三相三柱变压器直流偏磁磁化性能电磁混合模型励磁特性 Jiles—Atherton磁滞理论

考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型

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考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型

作者：龙洋重庆大学

学位级别：硕士

三相三柱变压器(Three-Phase Three-Limb Transformers)广泛应用于常规电力系统及新能源电力系统中,起到电能传送、计量保护、电气隔离等关键作用,是输变电环节最重要的设备之一。然而,由于变压器铁芯材料的非线性及多绕组复杂的耦合关... 详细信息

三相三柱变压器(Three-Phase Three-Limb Transformers)广泛应用于常规电力系统及新能源电力系统中,起到电能传送、计量保护、电气隔离等关键作用,是输变电环节最重要的设备之一。然而,由于变压器铁芯材料的非线性及多绕组复杂的耦合关系,系统中与变压器饱和相关的暂稳态事故频发。因此,需建立精准的三相三柱变压器电磁暂态模型,实现对变压器端口电气量的精准模拟,为系统安全运行及防护分析提供可靠数据。三相三柱变压器利用电磁感应原理实现电能的实时传送,内部铁芯与铁轭为各相磁通提供相互交链的主磁路,当铁芯饱和程度加深时,铁芯磁导率降低,励磁电感值迅速减小,流入绕组气隙中的磁通增加,导致磁通空间分布呈现不均匀性。变压器BCTRAN模型是目前主流电磁暂态仿真模型之一,具有强大的通用性及优异的扩展性,模型采用矩阵形式描述绕组间的耦合作用,当涉及变压器非线性问题的仿真研究时,常通过将励磁支路添加在靠近铁芯的绕组来模拟端口饱和非线性。然而,现有BCTRAN模型励磁支路的表征方法难以描述铁芯进入深度饱和状态时磁通空间分布的不均匀性,导致在模拟不同端口饱和特性时暂态响应误差激增。因此,本文以建立能够精准表征不同端口饱和特性的三相三柱变压器暂态模型为目标,基于变压器自互感矩阵原理,建立准确表征绕组间耦合特性的三相三柱变压器BCTRAN矩阵;基于电磁对偶原理,结合实际变压器物理磁路,通过各相铁芯非线性测试试验获取对应端口励磁支路未饱和段参数;基于经典变压器BCTRAN模型电气结构,提出适配三相三柱变压器深度饱和电感的测试方法及参数辨识方法,获取各相各端口具有磁化特性差异的励磁支路,进而建立考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型,实现对变压器不同端口饱和特性的准确表征。最后,在实验室搭建三相变压器试验平台进行空载试验及励磁涌流试验,同步在ATP-EMTP电磁暂态仿真软件中建立现有模型及改进模型,将现场试验结果与两种模型仿真结果对比分析;利用有限元仿真软件对多个变压器有限元模型进行励磁涌流试验仿真,将有限元结果与现有模型及改进模型仿真结果对比分析,验证本文改进BCTRAN模型的准确性与适用性。本文的主要研究工作及成果如下:①基于变压器自互感矩阵原理,推导得到任意绕组数量的三相三柱变压器BCTRAN矩阵构建方法;利用单一绕组序分量构建法,建立双绕组变压器的BCTRAN参数矩阵;利用绕组间序分量共轭对构建法,建立多绕组变压器BCTRAN矩阵;提出BCTRAN矩阵元素的试验测试方法及参数辨识方法。建立的三相变压器BCTRAN矩阵能够准确描述不同绕组间的耦合关系,为后续深度饱和电感参数测试提供模型基础。②基于经典三相BCTRAN模型电气结构,提出适配三相三柱变压器深度饱和电感的试验测量方法及参数辨识方法。利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件,结合宽频谐波源,实现对不同连接方式,不同连接组号下变压器端口深度饱和电感测量方法的仿真验证;最后,在实验室搭建深度饱和电感试验平台,利用小信号交直流混合源作为激励,对一台真型三相三柱变压器各端口进行深度饱和试验,获取端口励磁支路深度饱和电感值,实现对铁芯磁通空间分布特性的差异化表征。③建立并验证三相三柱变压器改进BCTRAN模型的准确性及有效性。以真型300VA三相三柱变压器为研究对象,搭建参数测试平台并进行试验,在ATP-EMTP中建立变压器现有BCTRAN模型及改进BCTRAN模型,同步开展三相空载试验和三相励磁涌流试验,对比验证本文改进模型的准确性;借助有限元仿真软件分别开展22kVA三相双绕组变压器、12.5MVA风电场塔筒变及35kVA三相三绕组变压器有限元模型不同端口励磁涌流试验,并在ATP-EMTP中同步开展现有BCTRAN模型及改进BCTRAN模型的试验仿真,对比验证本文改进模型对大容量变压器和多绕组变压器的准确性及适用性。研究表明:本文提出的三相三柱变压器改进BCTRAN模型能够准确描述铁芯深度饱和时磁通空间分布的不均匀性,精准表征变压器不同端口饱和特性,为电力系统运行规划及防护分析提供可靠模型。

关键词：三相三柱变压器改进BCTRAN模型深度饱和特性参数辨识励磁涌流

基于Jiles-Atherton磁滞理论三相三柱变压器直流偏磁的电磁混合模型

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上海电力 2020年第4期33卷 9-13页

作者：张龙伟吴广宁范建斌曹晓斌黄渤西南交通大学电气工程学院成都610031 中国电力科学研究院北京100192

直流输电系统单极运行情况下,直流通过变压器接地中性点,构成交流系统变压器的直流偏磁,准确获得变压器铁心的磁性能并建立变压器暂态模型是分析偏磁问题的关键。介绍了基于反映物理机制的Jiles-Athertcm磁滞模型模拟铁心磁化性能、以... 详细信息

直流输电系统单极运行情况下,直流通过变压器接地中性点,构成交流系统变压器的直流偏磁,准确获得变压器铁心的磁性能并建立变压器暂态模型是分析偏磁问题的关键。介绍了基于反映物理机制的Jiles-Athertcm磁滞模型模拟铁心磁化性能、以三相三柱式变压器铁心和绕组的空间结构为基础、建立的变压器电磁混合模型,研究了偏磁条件下励磁电流及其谐波的规律特性。并与实测数据进行对比分析,结果表明:实验结果和计算结果吻合,本文提出的变压器电磁混合模型具有一定的可行性,提高了磁路耦合变压器模型的精度。

关键词：三相三柱变压器直流偏磁磁化性能电磁混合模型励磁特性 Jiles-Atherton磁滞理论

基于磁路特征的三相三柱式变压器励磁参数识别

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中国电机工程学报 2011年第19期31卷 97-104页

作者：索南加乐许立强焦在滨杜斌西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

针对励磁参数在变压器保护中的应用,提出了三相三柱式变压器励磁电感参数的识别方法。根据三相三柱式变压的磁路特征建立了反映主磁通感应压降与励磁电流关系的简化数学模型。对于Y/Y接线的变压器,在求得其主磁通感应压降后,根据所建模... 详细信息

针对励磁参数在变压器保护中的应用,提出了三相三柱式变压器励磁电感参数的识别方法。根据三相三柱式变压的磁路特征建立了反映主磁通感应压降与励磁电流关系的简化数学模型。对于Y/Y接线的变压器,在求得其主磁通感应压降后,根据所建模型可稳定、准确地求取其在非内部故障情况下的励磁参数,所求参数与内部故障相比特征明确。Δ侧环流不是三相三柱式变压器的励磁电流,在用绕组端电压代替主磁通感应压降后,可直接应用于Y/Δ接线变压器,励磁涌流时仍可准确计算其励磁参数,其特征明确,可与差动保护配合,构建励磁涌流识别判据。通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)仿真模型验证了该方法的正确性。

关键词：三相三柱变压器磁等值回路励磁电感励磁涌流

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变压器三相空载参数不相同的原因

电世界 2003年第6期44卷 46-46页