单相牵引变压器励磁涌流和故障电流的建模与仿真分析

在MATLAB软件平台上构建了单相牵引变压器模型,并依据此模型进行仿真形成了各种状态下的励磁涌流、短路故障电流波形,仿真结果可作为构建变压器保护方案的依据。     

Scott变压器内部故障暂态仿真模型

结合Scott变压器接线原理与基本方程，建立了由2个单相变压器组成的Scott变压器的内部故障仿真模型，分析了故障发生时单相变压器各端口电压同三相电源之间的关系，仿真计算了其内部故障电流及励磁涌流。     

基于虚拟磁链估算的单相级联H桥整流器无网侧电压传感器控制方法

针对应用于高速动车组电力电子变压器中的单相级联H桥整流器易受网侧电压传感器故障影响的情况展开研究,提出了基于虚拟磁链估算的单相级联H桥整流器无网侧电压传感器控制方法,并进行了仿真验证。首先建立了单相级联H桥整流器d-q坐标系下的数学模型,根据三相系统中无网侧电压传感器控制算法原理,提出了采用虚拟磁链估算的d-q电流解耦控制方法,解决了单相级联H桥整流器无网侧电压传感器控制问题;然后搭建相应仿真模型,模拟了整流器多种复杂工况,验证无网侧电压传感器控制算法的稳定性,同时与有网侧电压传感器控制算法进行了对比。仿真结果表明,无网侧电压传感器控制基本能够达到有网侧电压传感器时的控制性能。     

阻抗匹配平衡变压器的电磁暂态仿真研究

在研究阻抗匹配平衡变压器的接线特点和内部“阻抗匹配”特性的基础上,结合多绕组变压器的电磁耦合关系,利用数学推理建立其变压器电磁暂态仿真模型。根据模型对空载合闸和外部短路情况进行了仿真。比较了电磁暂态模型和等值电路在稳态短路电流计算中的效果,结果表明两者对稳态短路电流的计算差别不大。     

新型平衡牵引变压器负序电流仿真计算与分析

电气化铁道属于不对称供电系统,为降低牵引变压器及接线方式对电力系统的负序影响,经电力、铁路部门研究,提出采用新型平衡牵引变压器,该牵引变压器采用中间带抽头的Scott接线方式。根据其接线方式及特点,分析其电气特性,推导一次侧与二次侧绕组电流的变换关系、负序电流计算公式,并以工程实例进行该牵引变压器负序电流仿真计算。电流仿真计算表明:由于牵引变电所两供电臂电流的差异,采用不同的牵引变压器及接线方式,产生的负序电流是不同的,新型平衡牵引变压器及接线方式产生的负序电流,在一定的持续时间内介于V/V接线牵引变压器和单相接线牵引变压器之间。     

无变压器光伏并网逆变器的拓扑结构

详细地分析了无变压器光伏并网系统的共模电流产生机理。用不同的控制方法分析了单相无变压器全桥拓扑结构的共模电流,并对一种新的拓扑结构进行了分析和仿真研究;同时介绍了几种不同的三相无变压器拓扑结构,并作了简单的分析和仿真。最后分别比较了单相和三相无变压器光伏并网逆变器拓扑结构的不同。     

考虑绕组间全电容参数的牵引变压器频率响应建模

短路故障是牵引供电系统最易遭受的故障之一,短路电流冲击极易导致牵引变压器绕组变形。频率响应分析法是目前诊断变压器绕组变形非常有效的方法之一,基于牵引变压器建立精准频率响应模型对绕组的故障诊断具有重大的参考意义。为此以一台QYS-R-(31500+25000)/220牵引变压器为研究对象,提出一种基于集总参数电路的考虑绕组间全电容参数的改进型频率响应模型,结合数值公式法和有限元法,计算得到模型相关参数,最后通过状态空间方程,仿真得到变压器频响曲线。通过与实测曲线的对比,验证了考虑绕组间全电容参数的改进型频率响应模型较传统模型准确度更高。     

基于谐波分析的牵引变压器绕组短路电抗监测方法

为在线监测牵引变压器绕组变形,利用牵引供电系统中奇次谐波丰富的特点,按照用某时刻变压器的谐波电压和谐波电流表达绕组短路电抗的设计思想,提出基于谐波分析的牵引变压器绕组短路电抗在线监测新方法。建立基于谐波电压和谐波电流计算变压器绕组短路电抗的数学模型,以单相变压器为例进行绕组短路电抗仿真计算,并根据成都铁路局西昌变电所1号主变压器实测谐波数据计算绕组短路电抗。结果表明:仿真结果与设定值的误差小于0.3%;与Maxwell电桥测量法、常用短路电抗在线监测方法相比,基于谐波分析的牵引变压器绕组短路电抗在线监测方法的测量误差小于2.5%,从而验证了新方法理论上可行,监测精度高。     

地铁供电短路故障测距方法研究及影响因素分析

针对城市轨道交通牵引供电线路短路故障测距定位难的工程实际问题,提出一种改进的阻抗测距方法.该方法在传统线路两端电流关系基础上考虑了两端电压高低的影响,通过理论推导和建立仿真模型进行分析;在系统仿真模型的基础上,研究了三相系统电源短路容量和主变压器容量对短路故障阻抗测距精度的影响.仿真结果表明:改进的测距方法相比传统阻抗...     

三绕组单相变压器绕组变形在线监测研究

三绕组单相变压器常用作AT供电系统中的牵引变压器,研究其绕组变形的检测方法具有重要的意义.本文通过理论分析,证明可以利用短路电抗实现对变压器绕组变形的在线监测.根据三绕组单相变压器的特点,提出了在线测量短路电抗的方法.大量的仿真计算表明,该方法切实可行.     

Scott接线平衡变压器数学模型与阻抗匹配的实验验证

从磁势平衡方程、绕组接线方程和电压传递方程出发分析Scott接线平衡变压器的运行特性,阐明为使Scott接线变压器三相-两相平衡变换性能达到理想状态应满足的设计条件;推导出用绕组间短路阻抗表达的阻抗匹配关系式;试制了一台50 kVA小容量模型,实际测试结果验证了相关分析的正确性。讨论了Scott接线变压器的励磁电流特性;给出Scott接线变压器的二次侧两相端口电压输出方程、两相等值电路和相坐标下的节点导纳矩阵,以便同电力系统和牵引网接口进行有关问题的分析计算。     

机车牵引电动机动态实时分析及故障检测

结合TA0649D机车牵引电机的结构参数,首先建立了该直流电机的数学模型,设计了该电机的转速,电流双闭环系统。在此基础上,通过故障(如绕组匝间短路与对地短路)模拟,利用递棼最小二乘法计算故障发生后电机绕组电阻的变化。仿真计算结果表明,所设计的参数识别法一递推最小二乘法是有效的,具有实际应用价值。     

三相变四相电力变压器模型与实验研究

建立了三相变四相四心柱电力变压器的数学模型,提出并证明了设计该变压器绕组阻抗所须满足的中性点接地条件与平衡条件;设计制作了该变压器实验模型,实验验证了理论分析的正确性;理论分析与实验研究表明,在设计该变压器必须满足的阻抗约束关系中,应优先满足中性点接地条件的要求.     

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。     

交流传动机车牵引变压器若干问题的分析

根据交流传动电力机车的传动特点，对牵引变压器的工作状态进行了分析，指出交流电力机车牵引变压器设计时应考虑的几个问题－牵引绕组的短路阻抗，电流的高次谐波，网压波动可能引起的过激磁以及直流磁化等，同时给出了相应的解决方法。     

三相电流平衡控制装置在铁路动车所中的应用

为提升动车组检修效率,提出一种基于三相电流动态平衡控制的动车所地面电源装置,用于向动车组提供地面检修供电,以替代传统的交-直-交电源。通过分析交-直-交电源在使用中存在的缺陷,以及造成这些缺陷的原因,提出使用三相负载电流的动态平衡调节技术使其达到平衡状态,避免单相负载对动力变压器及上级配电系统的影响,使负序电流不能进入高压电网,使动力变压器三相负载电流的动态平衡,并讨论以三相电流动态平衡装置为核心的动车运用所地面电源系统的设计。在动车运用所使用该技术可以简化低压配电设计,降低建设投资,统一不同用电制式动车组的供电设计。通过对样机的测试,证实该技术能消除单相用电制式动车组所产生的负序电流。     

用串联连接的电压源PWM变频器抑制变压器冲击电流的方法

提出了抑制变压器冲击电流的新方法.小功率电压源PWM变频器通过匹配的变压器与其他变压器串联.当接通的PWM变频器为阻性时,没有冲击现象发生.单相电路中,电流冲击时充当阻尼电阻的PWM变频器的额定功率为主变压器的14%,而在三相电路中为19%.利用PSCAD/EMTDC技术数字计算机仿真无法确定该方法的有效性和良好的实用性.研制了一台试验样机进行试验,结果证实所提出的方法可以完全避免冲击现象的发生.