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。     

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。     

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。     

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。     

基于模型的SCOTT变压器保护原理研究

根据对SCOTT变压器的电磁分析,推导出了其电压平衡方程,进而提出了基于变压器模型的保护理论、动作方程和动作特性,并指出了动作方程参数整定的指导原则。通过对SCOTT变压器在多种运行状态下的仿真计算,检验了该保护原理、动作方程、动作特性和整定原则的正确性。     

电气化铁道YNvd接线牵引供电系统的电气分析与计算

针对目前电气化铁路YNvd接线牵引供电系统设计中阻抗匹配、与电力系统的一体化以及牵引网电压的波动等同题,基于严格的YNvd变压器原次边电气量变换关系,推导出变压器二次侧两相端口电压输出方程,并定量分析阻抗匹配非理想情况下的变压器负序和谐波特性;基于三相分析法构建YNvd接线带无功、负序综合补偿和滤波装置的牵引供电系统三相等效模型,得到无功、负序综合补偿装置的三相导纳矩阵和等效滤波装置三相谐波导纳矩阵,实现与电力系统在三相拓扑结构上的统一.推导出牵引变电所各种负荷条件下等效三相和两相牵引母线的电压损失计算公式,分析再生制动工况对电压损失的影响.     

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.     

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。     

星形曲折延边三角形接线平衡变压器的阻抗匹配与数学模型

从基本方程组出发,分析了星形曲折延边三角形接线平衡变压器的运行特性.根据理想平衡变压器的技术条件给出了星形曲折延边三角形接线平衡变压器的通用阻抗匹配关系,扩展了阻抗匹配空间,证明以前得到的结果只是阻抗匹配空间的子集,增大了产品设计自由度.给出了变压器一次侧与二次侧间电气量变换关系和相坐标下的节点导纳矩阵,为进行牵引供电系统有关问题的分析计算奠定了基础.同时,从电气特性表达式上揭示了星形曲折延边三角形接线、星形延边三角形接线、星形三角形接线变压器之间的演化关系.     

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.     

牵引变压器负序分析及补偿

分析了不同联结形式的牵引变压器在不同负荷条件下的负序电流特性;指出在同时具有牵引负荷和回馈负荷的工况下,三相电流不对称程度的严重性;介绍了采用铁路静止电能调节器（RPC）对负序、无功、谐波等电能质量问题进行综合治理的基本原理;重点讨论了利用RPC消除三相-两相牵引变压器负序电流所需的装置容量问题,为RPC的工程应用提供指导。     

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.     

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.     

基于有源滤波器的单台接线变压器仿真研究

电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量的谐波和无功,各供电区段需要用分相绝缘器分断.制约了高速铁路和重载铁路的发展.基于有源滤波器的同相供电系统的关键技术是检测补偿电流的实时性,检测的精度高低与动态响应性能好坏直接影响补偿效果.针对单台接线变压器,分析适合它的谐波和无功实时检测技术,平衡变换装置和有源滤波器的控制方法,基于MATLAB/Simulation建立了仿真模型,对单台接线变压器构成的同相AT牵引系统进行了仿真.     

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.     

三相V,v接线和单相I,i接线牵引变压器的组合应用

对某既有电气化铁路增建四线工程中一个110kV单相牵引变电所的扩能改建方案进行了深入研究,通过对不同牵引变压器接线型式与既有单相I,i接线牵引变压器的组合效果进行静态和动态比较后提出了利用三相V,v接线和单相I,i接线牵引变压器构成组合三相平衡接线来降低电气化铁道牵引负荷对电力系统的负序影响、充分利用供电能力的技术方案。这种组合接线的应用,既能降低对电力系统短路容量的要求,又增大了对不平衡牵引负荷的负载能力。对既有电气化铁路增建新线工程以及铁路枢纽的牵引供电系统设计具有参考价值。     

级联和应涌流对牵引变压器差动保护的影响分析

从牵引变压器励磁电压变化导致励磁电流变化的角度分析处于运行状态的牵引变压器级联和应涌流的发生发展过程,以及级联和应涌流对牵引变压器差动保护的影响。在变压器空投时,起始涌流流过系统电阻时使公共节点上的电压出现非周期波动,从而引起处于运行状态变压器的励磁电压发生变化,导致级联和应涌流的产生;级联和应涌流中的直流分量是引起电流互感器饱和、进而导致牵引变压器差动保护误动的主要原因。动模实验结果表明:仅依靠综合谐波制动判据是无法准确识别级联和应涌流的,应增加电流互感器饱和的识别或使用不易饱和的电流互感器。     

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.