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.     

基于PSCAD的牵引供电系统仿真研究

介绍了电力系统仿真计算程序PSCAD的特点,基于PSCAD建立了电气化铁道牵引供电系统的仿真模型库,利用该模型库可以对不同接线形式的牵引变压器、不同的供电方式和电气化机车进行各种稳态和暂态仿真研究。本文根据所建模型实现了普通铁路和高速铁路牵引供电系统在直供带回流和AT供电方式下的数字仿真,以计算在不同的系统短路容量和变压器容量和变压器类型下,接触线和钢轨的电压分布,并将仿真结果与解析法的计算结果进行了比较。研究表明,本文建立的电气化铁道牵引供电系统仿真模型库具有高度的灵活性和较高的精度,可以满足工程要求。     

阻抗匹配平衡变压器的等值电路及其应用

本文依据阻抗匹配平衡变压器的电磁变换关系，论证了三相变换为两相的等值电路，并利用该等值电路，讨论了该变压的短路电流和压降计算以及无功补偿的分析，所得结果与模型试验以及样机测试对比一致。与传统的星三角接线牵引变压器的相应数据对比，进一步证实了本新型平衡变压器的技术经济优越性。     

不同类型机械绝缘节快速暂态过电压产生机理

通过对列车经过第一类和第二类绝缘节的快速暂态过程进行理论分析,建立列车经过2种机械绝缘节的等效暂态模型,研究机械绝缘节快速暂态过电压的产生机理,并推导其计算公式。利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件搭建列车经过2种机械绝缘节的牵引回流等效电路,对快速暂态过电压产生过程进行模拟和仿真计算。结果表明:列车车轮带负载脱离机械绝缘节的瞬间,相当于在绝缘节两端钢轨处施加1个方向相反、大小相等且均等于牵引电流瞬时值的冲击电流,产生的快速暂态过电压与该电流成正比;第一类绝缘节快速暂态过电压幅值等于牵引电流瞬时值与该类绝缘节冲击阻抗的乘积;第二类绝缘节由于与扼流变压器并联,其快速暂态过电压幅值远小于第一类绝缘节,在站场正线及出站方向等牵引电流较大的区段不应设置第一类绝缘节。     

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.     

YN／V平衡变压器电气分析与计算

本文根据对称分量理论，分析了ＹＮ／Ｖ变压器的平衡特性，并证明了其阻抗匹配关系，作为电气分析的基础，本文还给出了这种平衡变压的等值电路模型及其三相两相系统变换理论，最后以α、β两相系统的等值电路为基础，讨论了牵引变电所各种短路电流计算和电压损失计算，并给出相应的结论。     

城市轨道交通直流牵引网稳态短路电流计算

基于建立的整流机组外特性模型及牵引变电所、牵引网数学模型,利用电路图法求解单边供电和双边供电直流短路电路中的各个参数,推导直流侧牵引网单边供电和双边供电短路稳态模型中各牵引变电所供给的短路电流及短路点短路电流的表达式,并通过实例分析对直流牵引网稳态短路电流进行计算。     

铁路10kV三相电力电缆接地短路电流对通信信号电缆的电磁影响

通过ATP-EMTP软件仿真计算和实验室模拟试验,研究铁路10 kV三相电力电缆短路电流对通信信号电缆的电磁影响。结果表明：电力电缆单相接地短路电流随着电力电缆长度的增加呈线性递增关系,而两相接地短路电流的大小与电缆屏蔽层接地电阻和供电变压器电源容量有关;电力电缆接地短路电流在通信信号电缆上产生感应电动势的大小取决于电力电缆和通信信号电缆平行铺设的长度、电缆间距、接地方式及电流的大小;电力电缆发生单相和两相接地短路故障时会在通信信号电缆上产生较大幅值的感应电动势,随着电缆间距的增大,感应电动势逐渐减小;通信信号电缆屏蔽层经综合地线接地比屏蔽层两端经接地装置接地时的感应电动势要大。根据仿真计算和实验室模拟结果,给出在电力电缆发生短路故障时,在屏蔽层不同接地方式、不同接地电阻、不同电缆间距时通信信号电缆最大铺设长度与电缆间距的关系。     

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。     

小波变换在AT供电牵引网故障测距中的仿真研究

随着铁路电气化程度的提高,对接触网的故障测距要求也越来越高。本文根据接触网的特点和行波故障测距原理,采用A型行波故障测距法,利用电磁暂态仿真软件ATPDraw搭建了AT供电方式下的仿真模型,然后对故障暂态电流运用小波分析工具进行处理,以检测暂态电流初始行波波头,从而实现测距目的。     

轨道电路时域响应分析

为了求得轨道电路时域解,对轨道电路传输线方程进行拉氏变换,在复频域求得钢轨线路中每根钢轨电流和钢轨对地电压的通解。在轨道电路送电端阻抗匹配、受电端短路的条件下,求得调整态受电端轨面电流的时域解。通过算例,在不同的初始电气参数下仿真分析了受电端轨面电流的变化情况。结果表明:所得时域解符合轨道电路传输特性,为轨道电路暂态分析提供了有力的理论基础。     

高速铁路牵引供电系统等值电路与短路计算

针对高速电气化铁道,考虑电力系统阻抗、牵引变压器阻抗、牵引网阻抗及自耦变压器漏抗等因素,提出了基于V,x接线变压器的AT牵引供电系统等值电路,并依此给出了短路电流计算公式,为电铁设计及现场配合计算提供理论基础。基于Matlab/Simulink和LabVIEW的仿真计算验证了模型的可行性,与实测数据的对比分析验证了模型的正确性。     

基于Matlab/Simulink的SS_8型电力机车供电系统建模与仿真

详细分析了SS8型电力机车电路的工作原理和特性,以及阻抗匹配平衡变压器的工作原理和牵引供电系统的构成,利用Matlab软件中的Simulink仿真平台建立了包括SS8型电力机车和阻抗匹配变压器在内的供电系统的仿真模型,最后对整个牵引供电系统的电能质量问题进行了仿真和分析,验证了模型的可行性。     

阻抗匹配平衡变压器运行过程中不平衡电流分析

陇海线邳州牵引所变压器近期频繁产生差流越限告警。通过对邳州牵引所设备参数、差流越限告警报文及保护配置定值等数据的分析,结合具体所亭设备,分析了阻抗匹配平衡变压器在运行过程中不平衡电流产生的原因,即阻抗匹配平衡变压器和电流互感器在工艺参数上产生的固有误差、计算变比与实际变比之间的计算误差等,并提出了减小所亭牵引变不平衡电流、避免频繁差流越限的相关措施。     

基于BP算法的AT牵引供电系统状态识别

使用ATP电磁暂态仿真软件对AT牵引供电系统进行数学建模,仿真分析了高速动车组正常运行状态、T-R短路故障、F-R短路故障、T-F短路故障和异相短路故障;重点分析了高速动车组在过电分相时产生的非线性谐振（铁磁谐振）和线性谐振,采用MATLAB仿真软件为工具,应用神经网络中BP算法对AT牵引供电系统的5种状态进行识别。     

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。     

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...     

基于Gauss-Seidel法的城市轨道交通直流牵引供电系统稳态短路计算方法

城市轨道交通直流牵引供电系统短路电流难以精确求解。基于多折线整流机组外部特性曲线,对24脉波整流机组等效模型进行改进。考虑全线牵引所以及过渡电阻,构建等值电路模型,并建立其网孔电流方程。为得到各牵引所整流机组的工作区间和稳态短路电流,提出一种基于Gauss-Seidel迭代法的求解算法,并采用MFC程序实现。最后选取西安地铁3号线部分区间为算例,计算出稳态短路电流,验证了算法的有效性。     

基于EMD(经验模态分解)奇异值熵的城市轨道交通直流牵引供电系统短路故障辨识

针对现有保护对远端短路电流和列车充电电流区分能力较弱的问题,提出了一种基于EMD(经验模态分解)奇异值熵的辨识方法.通过对暂态电流进行EMD,获得特征向量矩阵,结合SVD(奇异值分解)和信息熵理论构造奇异值熵.远端短路时,暂态短路电流信号复杂,其奇异值熵大;而列车充电电流信号单一,其熵值小.因此,可根据奇异值熵大小识别短路故障.仿真和实测数据验证了该方法的有效性.     

基于阶跃激励响应的牵引电机定子早期匝间短路故障诊断方法

为了实现对牵引电机定子绕组匝间短路早期故障的可靠诊断,文章提出了一种基于阶跃激励稳态响应电流的故障诊断方法。首先根据牵引电机三相定子绕组匝间短路模型,对定子绕组任意两相施加阶跃激励,推导出3种情况下的响应电流表达式,并依据响应电流稳态值的变化特征提出新的故障特征分量;然后,搭建故障电机仿真模型,分析短路电阻和短路故障严重程度对响应电流的影响,研究故障特征分量对早期匝间短路故障诊断的有效性与可靠性;最后搭建试验平台,分析当电机固有不对称时,匝间短路故障对故障特征分量的影响。仿真与试验结果表明,该故障特征分量可以表示早期的匝间短路故障及其严重程度,并且能滤除电机固有不对称的影响。基于阶跃激励稳态响应电流的诊断方法操作便捷,结果可靠性高,对保护牵引系统的安全具有极大意义,且具备极大的工程应用价值。