基于Matlab的三相变压器故障的仿真模型

以单相双绕组变压器数学模型为基础,用3个独立的单相变压器表征三相变压器的每一相,推导出了三相之间的连接关系方程;建立一种以磁链作为状态变量的三相变压器内部故障暂态仿真模型;充分考虑了二次侧终端条件、铁心磁路饱和等因素,选择磁链作为状态变量.在该模型基础上,对三相变压器的励磁涌流,短路试验电流、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,验证了模型的正确性和有效性.     

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。     

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。     

片间短路时变压器铁芯涡流场的三维建模与分析

由于变压器铁芯每级叠片的尺寸不同等原因,当前用于电机定子铁芯故障的二维方法难以适用。为得到故障时变压器铁芯局部磁通及涡流分布的变化,进而为优化设计提供相应的仿真依据,本文提出故障时变压器铁芯故障点的等效电导率,且基于此建立牵引变压器三维有限元故障模型;其次利用该模型对故障时变压器铁芯内部的磁通分布、涡流分布以及涡流损耗进行仿真研究;最后采用较精确的涡流损耗计算方法——等效电路法对涡流损耗的仿真结果加以验证。结果表明:该有限元故障模型对涡流损耗的仿真结果与等效电路计算结果相近,证明该模型对变压器片间短路故障仿真的有效性。     

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。     

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。     

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。     

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.     

气相色谱法分析牵引变压器潜伏性故障

牵引变压器是电气化铁路的重要设备，供电段每年进行的预防性试验是保证其安全运行的重要措施。现有的预防性试验方法在一般情况下，不能在带电时有效地发现变压器内部的潜伏性故障。气体继电器也不能真正反映所出现的故障。甚至发生误动作。气相色谱法通过定性、定量分析变压器绝缘油中的气体来预测变压器的潜伏性故障，特别是过热性、电弧性和绝缘破坏性故障，不管故障发生在变压器的什么部位，都能很好地反映出来。深圳铁路供电段定期对牵引变压器绝绷油中的溶解气体进行色谱分析，并根据历次测试记录或重复取样试验的结果，考察了牵引就压器的产气率，特别是运用特征气体法、IEC三比值法，结合电气试验对牵引变压器内部是否存在故障或故障的严重性及其发展趋势作出估计，及时发现了一台牵引变压器铁芯多点接地故障，成功地避免了从电事故的发生。     

自动过分相装置与电分相区电压的兼容性设计研究

我国电气化铁路牵引供电采用27.5 kV单相供电,由于线路负荷的多样性,按牵引容量及供电线路长度要求,主要采用AT或BT供电方式,牵引变压器接线主要以V/v、V/x、Scott或阻抗匹配平衡变压器接线为主。本文通过对电子开关地面自动过分相适应接触网不同供电模式进行分析,论述了多模式下的适应性,并对电子开关地面自动过分相装置的电压耐受能力提出设计思路。     

一种电压互感器断线新判据

牵引变压器低压侧采用单相电压互感器,现有的判据无法准确识别电压互感器的断线故障。针对电压互感器断线会导致变压器低压启动过电流保护误动,提出一种新的电压互感器断线判据。利用两个不同时刻的电压和电流值可以计算出系统的等效阻抗,通过对比计算阻抗与实际阻抗可以检测出电压互感器是否发生断线故障。利用Matlab软件以成渝线石板滩变电所为例进行仿真,在断线故障、负荷变化、系统阻抗变化、对侧故障等情况下的仿真结果表明,新判据可以准确、快速地检测出电压互感器断线故障。     

三相V/V牵引变压器励磁涌流的识别

牵引变压器差动保护的关键问题是如何有效识别励磁涌流与故障电流.等效瞬时电感算法能从本质上反映变压器的运行状态,能够准确识别励磁涌流与故障电流.对于三相V/V牵引变压器,其接线形式特殊,运行环境恶劣,二次谐波制动判据往往不能有效闭锁.目前,等效瞬时电感算法已经很普遍地应用于电力变压器,但该算法还没有应用于三相V/V牵引变压器识别励磁涌流和故障电流.本文对现有的等效瞬时电感算法的计算条件和运算单元进行修正,通过计算非饱和区等效瞬时电感的平均值识别三相V/V牵引变压器的励磁涌流与故障电流.通过动模实验验证算法的有效性,实现对励磁涌流与匝间短路的可靠识别,并具有抗电流互感器饱和的特性.     

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。     

贯通线三相不平衡引发虚假接地故障的分析

根据10kv电力贯通线单相接地故障（小电流接地故障）和贯通线三相不平衡引发的零序过电压（虚假接地故障）的共同特征,对贯通线三相不平衡引发的虚假接地故障进行了理论分析和潮流计算,为现场判断故障类型和快速检修打下了理论基础。     

单相组合式同相供电技术及工程应用方案研究

针对电气化铁路对电力系统负序的影响而自身不得不设置很多分相的问题,研究一种单相组合式同相供电技术方案,采用单相牵引变压器为基础,配以适量的同相补偿装置的方法,在牵引负荷较小时,能够实现由单相牵引负荷到三相电力系统的平衡变换;在牵引负荷较大时,在满足国标要求的前提下兼顾同相补偿装置的经济性。同时以工程设计案例的形式加以分析,结果表明:单相组合式同相供电技术在充分发挥同相供电自身技术优势的前提下,能够有效减少主变压器的安装容量,随着大功率电力电子元器件产品国产化后质量提升及造价逐年下降,其在提高电气化铁路运能方面的性价比将大幅提升。     

应用矢量图判别接地相的方法探讨

在中性点非直接接地电网中,绝大部分系统故障是单相接地故障。本文通过对单相接地故障的分析研究,总结出地电位(D)轨迹与系统电动势(E)之间,随系统参数、接地电阻变化的特性规律,利用该规律可在三相矢量图上迅速准确地判断出接地故障相,克服了仅用零序电压方向判断接地故障相可能产生的误差,提高了判断接地故障相的准确性,为系统及时采取防止过电压和消除单相接地故障措施提供了必要条件。     

HX_D1B机车JDZXW2-25A2型高压电压互感器炸裂原因分析

HXD1B型电力机车在京九北线运行中,发生高压电压互感器炸裂,主要受外因（网压偏高、机车乘务员操纵不当）和内因（高压电压互感器内部绕组绝缘存在某种缺陷）的影响。结合机车CCU（中央控制单元）文件,通过对已发生的5起高压电压互感器炸裂事故的分析,确定在机车乘务员正常操纵机车情况下,影响机车质量的主要内、外因素,并提出针对性整改措施。     

高速客运专线牵引变压器阻抗电压的选择

从变压器的产品标准、阻抗电压与成本的关系、阻抗电压与电压损失的关系、不同阻抗时变压器电压损失、不同阻抗时的短路电流及其引起的钢轨电位等多个方面论述了高速客运专线牵引变压器阻抗电压的参数选择问题,指出高速客运专线的牵引变压器接线采用单相变压器接线型式宜选为12.5%以上;若非单相变压器接线型式,可取选为12.5%以下.     

CRH2型动车组网侧变流器谐波研究及电感设计

CRH2型动车组网侧变流器采用单相三电平拓扑结构.以单相二电平网侧变流器输入电压的谐波计算为基础,进而分析单相三电平网侧变流器输入电压和输入电流的谐波特性,最后研究了影响其输入电流谐波畸变率的因素,并详细介绍了电感设计原理.MATLAB仿真和试验结果与理论分析一致.