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。     

一种新型牵引变压器的电气性能分析

分析YNvd变压器的接线特点,说明其对我国电气化铁道牵引供电系统具有良好的适应性。应用多绕组变压器理论,得到变压器一次侧与二次侧间电气量的变换关系,分析变压器的平衡特性。推导二次侧两相端口电压输出方程,给出相坐标下的节点导纳矩阵,计算三相侧短路阻抗。     

27.5kV所用变压器故障分析及保护研究

27.5 kV干式所用变压器在谐波电压作用下会发生匝间短路或层间短路故障,通过试验验证了匝间短路在短路绕组内产生较大幅度的匝间环流,反映到变压器整体绕组的电流则很小,高压熔断器对这种持续低电流故障不能起到有效的保护作用。因为匝间短路故障的发展伴随着高压绕组温度的显著提高,提出了所用变压器温度保护和熔断器保护相结合的保护方案,通过隔离负荷开关对变压器构成完善的保护。     

典型故障下自耦变压器分裂式绕组的频率响应特征

基于搭建的自耦变压器分裂式绕组故障模拟试验平台,在各独立绕组上模拟短路和轴向移位2种典型故障,测试无故障、典型故障下分裂式绕组的整体频率响应和各独立绕组的频率响应;计算特征频带内故障时相对于无故障时频率响应频率和幅值的偏移量,并模拟分析绕组故障下电气参数,探究频率响应特征及其变化机理.结果 表明:在0～100 kHz低...     

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。     

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。     

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.     

YN／V平衡变压器的内部阻抗约束级其等值电路

根据基本电路原理和多绕组变压器的理论，分析并推出出ＵＮ／Ｖ平衡变压器实现其平衡功能的阻抗约束关系，表达这种关系的阻抗都是通常意义的变压器短路阻，因而其物理意义明确，易于理解和应用。在些基础上，构造了ＵＮ／Ｖ平衡变压器的等值电路，它特别方便工程应用和分析。     

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。     

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。     

三相-两相平衡变压器的阻抗匹配

根据理想平衡变压器的技术条件,分析了星形延边三角形接线和星形曲折延边三角形接线平衡变压器的阻抗匹配问题,给出了基于绕组间短路阻抗的阻抗匹配关系式,推广了以前的阻抗匹配理论,指出了中性点接地运行方式与电流分配及阻抗匹配的关系.新的阻抗匹配关系式由于具有可计算性和可测量性,对产品设计具有更大的指导意义,而以前的阻抗匹配关系式只是阻抗匹配空间的子集.同时,通过推得的有关电气特性表达式阐明了3种变压器间的演化关系.     

星三角与V/V牵引变压器供电能力对比分析

普铁牵引变电所有星三角接线变压器,现普遍采用V/V接线变压器。本文通过对比星三角变压器和等容V/V变压器绕组的过负荷能力及短路阻抗的大小,得出这两种变压器供电能力相差不大,以期对星三角变压器过流保护的整定和牵引变电所变压器的选型提供参考。     

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。     

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。     

基于卷积神经网络的牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断

为实现牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断,提出一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1D-CNN)的故障诊断方法。首先对电机健康状态、不同相发生匝间短路故障及不同故障严重程度下的定子电流进行三层小波分解,得到小波分解高频系数和低频系数;求取小波分解系数的二范数,作为电机电流的特征;设计并训练1D-CNN,将训练好的1D-CNN作为分类器,实现牵引电机定子绕组匝间短路故障“端到端”的智能诊断。设计并搭建异步电机定子绕组匝间短路故障诊断实验平台。实验结果表明：所提方法可以准确有效诊断出轻微的匝间短路故障。在闭环控制下,电机发生1匝短路故障时,诊断正确率达到90.5%,并能够有效区分故障相。     

异步电机定子绕组匝间短路故障建模与分析

在充分考虑短路绕组间磁路耦合的基础上,建立了异步电机定子绕组匝间短路故障在三相静止坐标系下的数学模型,并通过坐标变换得到其在两相静止坐标系下的简化故障模型,对该模型进行仿真研究,采用扩展Park矢量法分析电机定子电流故障频谱。仿真结果验证了模型的正确性和有效性。     

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.     

27．5kV AT供电系统短路电流分析

通过分析27．5kV AT供电系统的短路电流、牵引网阻抗和用于继电保护的短路电流测量方法，认为其和正常AT系统基本一样，不同的是，在R－PF短路时，第1个AT绕组承受的短路电流为正常AT系统的2倍。     

非阻抗匹配平衡牵引变压器的输出特性和电压损失分析

考虑绕组漏阻抗，应用多绕组变压器理论导出了非阻抗匹配平衡牵引变压器的输出特性；给出了便于工程应用的电压损失近似计算公式。最后对物理模型进行了测试，试验与理论分析结果一致。