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。     

基于传递函数分析的高速铁路自耦变压器绕组轴向移位故障诊断研究

高速铁路自耦变压器绕组移位故障将极大地影响牵引供电系统安全性,频率响应法是目前检测变压器绕组是否发生变形或移位的有效方法。为提升高速铁路自耦变压器分裂式绕组轴向移位故障诊断的准确性,基于绕组仿真和试验频率响应曲线,综合考虑频率响应幅频和相频曲线,结合快速松弛矢量匹配算法计算得到系统传递函数表达式,求解得到正常和故障情况下传递函数系数序列的Kendall Rank相关系数,并通过量化Kendall Rank相关系数,提出了一种分裂式绕组移位故障诊断方法。结果表明:所提出的相关系数能够有效反映绕组的移位程度,并通过实测案例验证了所提方法的有效性。     

基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法研究

动车组变压器是保障高速铁路稳定运行的核心设备,频率响应法是目前检测变压器绕组状态的有效方法。为提升车载变压器绕组状态诊断的准确性,结合暂态信号与频率响应法提出基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法。搭建试验车载变压器绕组故障模拟平台,获取不同故障类型和故障位置的频响曲线,利用类Gram矩阵结合幅频和相频曲线信息,再利用密度分层法转换为伪彩色图,提取对应的灰度共生矩阵和灰度差分矩阵特征值,根据鹈鹕优化支持向量机方法对绕组故障进行诊断。试验结果表明：车载变压器绕组故障发生时,伪彩色图能够反映出故障信息,有利于图像分析和特征提取,采用基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法能够识别车载变压器绕组的典型故障类型和位置。     

变压器绕组变形测试系统应用探讨

TDT5型变压器绕组变形测试仪采用频率响应分析法测量变压器绕组变形，是监视变压器可靠运行的辅助手段。介绍了该测试仪的工作原理和应用情况。     

动车组牵引变压器绕组变形测试技术研究

牵引变压器是动车组牵引系统中的重要设备,其性能直接关系到动车组的安全正常运营。通过频率响应测试方法,对不同车型牵引变压器进行绕组变形跟踪测试,能有效发现牵引变压器内部缺陷,是一种能够有效的提前发现牵引变压器潜在隐患的现场测试手段。     

V/X接线牵引变压器的温升特性

针对V/X接线牵引变压器独特的接线方式、电气特性和负载特性,基于热电类比原理和变压器内部热传递过程建立V/X接线牵引变压器内部热路模型.参照电路理论推导温升计算微分方程,并根据热特征参量问的相互关系,建立V/X接线牵引变压器内部温升计算模型.以1台机车从驶入到驶出某V/X接线牵引变压器供电区间的过程为例,仿真计算顶层油温度曲线和绕组热点温度曲线.分析绕组绝缘寿命的影响因素,并根据牵引负荷的特点,提出适用于V/X接线牵引变压器的绝缘寿命损失计算方法.     

计及绕组波过程的牵引变压器防雷分析

雷电冲击过电压有较大的幅值及陡度,侵入牵引变电所会对主变压器的绕组纵绝缘造成危害。为研究雷电侵入波对牵引变压器的影响,建立牵引变电所EMTP暂态模型,考虑雷击进线杆塔时,分析有无避雷器保护对牵引变压器上过电压参数的影响。安装避雷器后,变压器上的过电压幅值降低到最大允许耐压值以下,但其陡度减小幅度较小,对牵引变压器绕组的绝缘安全存在威胁。通过建立基于时域有限差分法的绕组多导体传输线模型,分析变压器绕组在雷电波入侵时的波过程。结果表明,雷击引起变压器绕组极不均匀电压分布,且前端绕组过电压幅值及振荡频率较高,存在绝缘隐患,应针对该位置进行重点保护。     

干式车载牵引变压器绕组区域动态温度计算模型

干式车载牵引变压器质量轻、安全系数高,但其内部热场随运行环境及负荷状态频繁波动。为实现干式车载牵引变压器绕组动态温度的快速计算,基于热电类比原理搭建分布式动态热网络拓扑结构,并借助CFD模型开展仿真试验,探究运行参数和风道尺寸对散热性能的影响,提出风道出口温度计算方法;基于干式车载牵引变压器绕组温升试验平台,验证动态温度计算模型的有效性。结果表明：针对不同结构参数和时变运行场景,所建绕组动态温度计算模型均能准确获取绕组区域温度分布及动态变化情况,相比CFD数值仿真节省99%以上的时间成本,有助于干式车载牵引变压器热容量的合理规划和设计效率的进一步提高。     

高速铁路牵引变压器容量优化

基于既有高速铁路牵引变电所的实测数据对典型负荷曲线进行研究,搭建基于指数方程的变压器温升模型,计算典型负荷曲线下牵引变压器绕组热点温度和寿命损失,并依据计算结果对牵引变压器容量进行优化,为新建高速铁路牵引变压器容量等级选取提供参考。     

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.     

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。     

牵引变压器绕组变形在线检测方法研究

国内外的研究和统计表明,变压器绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患,通过测量变压器绕组短路电抗来判断变压器绕组是否变形是一种有效的方法。本文提出了2种通过在线监测原、次边的电压和电流,实时计算绕组的短路电抗来判断变压器绕组变形的方法,并对电气化铁路主要接线形式的牵引变压器绕组变形的在线监测方案进行了设计。论文分析了互感器误差对短路电抗测量结果的影响;通过变压器建模,分析了磁滞特性和负载变化大小对短路电抗测量结果的影响,验证了该方法在工程应用上的可行性。     

牵引变压器温升试验研究

基于GB 1094.2—2013《电力变压器第2部分:液浸式变压器的温升》,结合试验数据,分析牵引变压器温升模型、温升试验曲线和冷却单元工况,探讨牵引变压器的油温升测试和绕组平均温升测试的具体操作过程及相关计算方法,提出温升试验结果的修正条件和修正公式。试验为牵引变压器设计人员与试验人员提供操作依据,也是对标准内容的合理补充。     

牵引变压器的过负荷能力及容量的合理选择

牵引变压器的过负荷能力一般受限于变压器绕组最热点温度和顶层油温.在评价牵引变压器的过负荷能力时,所选择的典型负荷曲线必须合理,使之能够正确反映线路的牵引变压器运行状况.本文以一种典型负荷曲线为例,对牵引变压器的温升计算和寿命损失做了研究,并从安全性和经济性角度对牵引变压器容量的合理选择进行了探讨.     

电力机车牵引变压器副边绕组过电压计算

为了研究计算电力机车牵引变压器在暂态过电压作用下副边绕组的电压响应问题,从电力机车牵引变压器原、副边绕组的电压传递函数出发,分别计算了牵引变压器的谐振频率点和副边绕组在暂态过电压作用下的响应。首先测量出机车牵引变压器原、副边绕组的电压传递函数,并用矢量匹配法和Arnoldi算法对此电压传递函数进行有理函数逼近和降阶处理,然后计算电压传递函数的谐振频率点。运用电网络理论得到传递函数的高频无源电路模型,此模型是一个由无源元件R,L,C和理想变压器组成的二端口网络。最后通过对此二端口网络施加不同类型的暂态过电压,仿真计算了变压器副边绕组的电压响应。     

牵引变压器空载损耗与负载损耗试验的计算

GB/T 13499—2002《电力变压器应用导则》给出的三绕组变压器负载损耗计算公式,论述简略造成理解和应用困难。介绍牵引变压器绕组型式,以及其空载试验内容和空载损耗计算方法。阐述牵引变压器负载损耗试验的内容,在三绕组变压器负载损耗公式的基础上,将公式进行化简变换,给出应用示例,并将方法进行相应推论,最终得出四绕组牵引变压器的负载损耗公式。结合计算示例验证所推导公式的正确性,解决多绕组牵引变压器的负载损耗计算问题。     

雷电侵入波下牵引变压器绕组的谐振分析

牵引变压器作为高铁牵引变电所内的核心设备,其运行安全与绕组绝缘情况息息相关。根据多导体传输线理论,搭建牵引变压器绕组以线匝为单位的单输入多输出模型,在该模型下推导出绕组的传递函数表达式,用以分析雷电侵入波下,谐振对绕组绝缘的影响。首先分析传递函数幅频特性,研究绕组中的谐振情况并对谐振可能导致的绕组绝缘击穿点进行定位;然后分析电容参数变化对绕组谐振情况产生的影响;最后在时域内进行验证计算,其结果符合谐振分析结果,验证了本文方法的正确性与可行性。结果表明:雷电波侵入后,绕组第一饼4～8匝线圈绝缘更易因谐振发生击穿,应重点对其进行防护。     

牵引变压器的容量及其过负载能力

阐述了牵引变压器的各种容量之间的关系，并通过对牵引变压器运行工作原理的理论分析，论证了YN，d11接线牵引变压器的铭牌容量应该比其结构容量低一个容量等级。根据典型负载曲线，推荐一种合理选用变压器额定容量的方法，试算了变压器在对称和不对称运行条件下绕组热点温升和统组绝缘的相对寿命损失，对比了这两种情况下变压器过载能力的差异。     

频变特性下自耦变压器绕组FRA建模研究

以1台含梯级叠铁心自耦变压器的分裂式绕组为研究对象,通过数值计算和均质化建模获得频变下含梯级叠铁心的导磁特性;然后,运用有限元软件计算绕组电感和电阻的频变特性;再以变压器绕组线饼为单元,在MATLAB中建立考虑频变特性的绕组状态空间方程的解析模型,计算正常及轴向移位故障下绕组的频率响应;最后,通过实验验证模型的正确性....     

基于模型诊断和专家系统的牵引变压器故障诊断研究

针对现有专家系统在故障诊断中存在的问题,提出将基于模型诊断的方法应用于牵引变压器故障诊断中.将故障分为潜伏性故障和电气回路故障两类,对于前者,将专家系统和基于模型的诊断方法相结合,充分利用两者的优势对变压器故障进行诊断,并给出具体实现过程;对于后者,直接利用模型诊断的方法,建立以电压、电流为变量的牵引变压器结构和功能的两层抽象模型,利用观测位置的不变性,将诊断分为离线和在线诊断两部分,对牵引变压器故障进行诊断.通过实例仿真获得故障数据并应用模型诊断推理,验证了基于模型诊断的方法应用于牵引变压器故障诊断的可行性和有效性.