有载调容变压器的理论研究及应用
|
摘要
本论文是针对配电变压器所带的抽油机负载，在起动时负载转矩最大，配电变压器输出最大功率，起动一段时间后，负载转矩逐渐变小，配电变压器输出功率也大大减少。因此为满足抽油机起动的要求，配电变压器留有较大的容量裕度。使得变压器长期处于负载率偏低的工作状态，从而造成了变压器容量的浪费及有功和无功功率的损耗，降低了变压器的效率，增加了网损。为降低给抽油机供电的配电变压器的损耗，就有必要采用一种在抽油机起动时具有大的容量，在抽油机正常运行时具有小的容量，能够进行容量调节的调容变压器。
本项目所研究的有载调容变压器的原理是，利用变压器容量与损耗之间的关系，变压器损耗与运行成本之间的关系，从“路”的角度出发，运用等效正弦波将时域的等效磁路法与频域的等效电路法相结合，形成的时域—频域法应用于变压器特性的研究，推导出有载调容变压器的电路模型和磁路模型。通过改变高、低压绕组的联结方式降低铁损，通过增大绕组线径降低铜损，提高变压器的抗过载能力，通过增加绕组匝数以维持铁损不变。利用十年变电成本确定铁心直径D。本文提出利用PLC实现调容变压器高低容量之间的有载自动切换的控制，保证变压器输出电压的稳定。通过实际应用对比，得出此有载调容变压器既可满足抽油机的运行特性，又可实现有载调容节能降耗的结论。
This paper puts forward a kind of distribution transformer which supplys the biggest power capacity while oil pump is starting to move and which supplys smaller power with oil pump moving smoothly.Because oil pump have the biggest load torque when it's starting to move and have smaller load torque when it moves smoothly so that make distribution transformer work in a state of "transformer's lower load-carrying" and result in that power waste and active power and reactive power lose and decrease transformer efficiency and increase electrical net loss.
Development the transformer's principle is that according to the relationship between transformer's power and loss and between loss and cost use time domain method and frequency domain method to caculate transformer's circuit model and magnetic circuit model proving by simulation and test.Through applying practically make a conclusion that regulating power capacity transformer can supply oil pump power from start to movement and save energy.
本项目所研究的有载调容变压器的原理是，利用变压器容量与损耗之间的关系，变压器损耗与运行成本之间的关系，从“路”的角度出发，运用等效正弦波将时域的等效磁路法与频域的等效电路法相结合，形成的时域—频域法应用于变压器特性的研究，推导出有载调容变压器的电路模型和磁路模型。通过改变高、低压绕组的联结方式降低铁损，通过增大绕组线径降低铜损，提高变压器的抗过载能力，通过增加绕组匝数以维持铁损不变。利用十年变电成本确定铁心直径D。本文提出利用PLC实现调容变压器高低容量之间的有载自动切换的控制，保证变压器输出电压的稳定。通过实际应用对比，得出此有载调容变压器既可满足抽油机的运行特性，又可实现有载调容节能降耗的结论。
This paper puts forward a kind of distribution transformer which supplys the biggest power capacity while oil pump is starting to move and which supplys smaller power with oil pump moving smoothly.Because oil pump have the biggest load torque when it's starting to move and have smaller load torque when it moves smoothly so that make distribution transformer work in a state of "transformer's lower load-carrying" and result in that power waste and active power and reactive power lose and decrease transformer efficiency and increase electrical net loss.
Development the transformer's principle is that according to the relationship between transformer's power and loss and between loss and cost use time domain method and frequency domain method to caculate transformer's circuit model and magnetic circuit model proving by simulation and test.Through applying practically make a conclusion that regulating power capacity transformer can supply oil pump power from start to movement and save energy.
引文
[1]周彤．输电技术的起源与发展·四川电力技术·1999·3：30～34
[2]A．C．夫兰克林，D．P．夫兰克林著，崔立君等译·变压器全书·北京：机械工业出版社·1990：86～96
[3]赵向东·析变压器“大马拉小车”的认识误区·节能·2000·8：26～28
[4]张国兵·三相变压器铁心结构分析·变压器·2001·38(7)：23～25
[5]变压器制造技术丛书编审委员会编·变压器铁心制造工艺·北京：机械工业出版社·1999：1～9
[6]变压器制造技术丛书编审委员会编·变压器绕组制造工艺·北京：机械工业出版社·1999：17～50
[7]秦曾煌·电工学·北京：高等教育出版社·1999：242～251
[8]C．B．瓦修京斯基著，崔立君等译·变压器的理论与计算·北京：机械工业出版社·1983：6～25
[9]饭高成男[日]，泽间照一[日]著·电机电器·北京：科学出版社·2000：114～136
[10]李小安·配电变压器无功功率的消耗与节能·电工技术杂志·1999·2：45～47
[11]高丙坤，孙玉华·供配电系统及其控制·北京：石油工业出版社·1999：99～120
[12]薛向党，郭晖等·在地磁感应电流作用时分析和计算电力变压器特性的一种新方法·电工技术学报·2000(15)：1～5
[13]蔡元宇·电路及磁路·北京：高等教育出版社·1992：81～101
[14]P．P．席尔维斯特[加拿大]，R．L弗拉里[英]著，姜可薰等译· 电工中的有限元法·北京：科学出版社·1988：186～196
[15]陈玉国·D—Y变换的调容变压器技术·电工技术杂志·2001·1：39～41
[16]李湘生，陈乔夫·变压器的理论计算与优化设计·武汉：华中理工大学出版社·1988(2)：5～30
[17]路长柏·电力变压器绝缘技术·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社·1998：40～42
[18]陈玉凤·对配电变压器经济容量影响因素的分析·电工技术杂志·2001·3：41～43
[19]李清泉等·有载分接开关新型控制器的研制·变压器·2001·38(4)：26～28
[20]张志文等·阻抗匹配平衡变压器的电量变换和运行计算·电工技术学报·2000·15(2)：7～11
[21]王群等·非正弦周期电流的频域和时域分解方法· 电力系统自动化·2000·24(1)：21～25
[22]翁双安·配电变压器容量选择的节能性与经济性·低压电器·1998·2：55～57
[23]雷银照著·时谐电磁场解析方法·北京：科学出版社·2000：178～203
[24]李林·提高对推广应用S_9系列配电变压器的认识·成都纺织高等专科学校学报·2000·1：51～52
[25]王蔷，李国定，龚克·电磁场理论基础·北京：清华大学出版社·2001：253～281
[26]雷银照著·轴对称线圈磁场计算·北京：中国计量出版社·92～120
[27]康金辉·配电变压器负载率与电压调整率的关系·陕西工学院学报·1997·13(3)：66～69
[28]A．许瓦勃[联邦德国]著，马乃祥译·场论概念·西安：西安交通大学出版社·1989：114～122
[29]焦留成·变压器节能改造的计算机辅助设计·焦作工学院学报·1997·16(6)：37～41
[30]朱明林等·变压器传递函数的系统辨识·高电压技术2000·26(1)：46～48
[31]徐耀明·变压器漏磁场的研究与电抗压降的计算·变压器·1997·34(4)：13～18
[32]康积涛等·三心柱变压器暂态模型·变压器·2000·37(7)：6～10
[33]张晋·瞬时脱扣器的三维磁场有限元分析与等值磁路·低压电器·2000·5：7～11
[34]Vector Fields Limited Corporation Vector Fields User Guide. Digital Equipment Corporation Print Server, 1998
[35]Chen Degui. The Optimization Design Of Holding Magnet. Journal Of Xian Jiaotong University, 1980, (2)
[36]Anderson 0 M. Transformer leakage flux program based on the finite element method [A].IEEE PES Summer Meeting[C].California, 1972.662-668
[37]Tinney W F, Brandwajn V, Chan S M. Sparse vector method. IEEE Trans on Power App Syst, 1985,104(2);295～301
[38]Dommel H W. Transformer models in the EMTP. In:Proceedings of the Intermational Conference on Insulation Coordination and the EMTP Applications. Montreel, 1996,121～126
[39]Takasu Nobuo, et al. An experimental analysis of transformers by geomagnetically induced currents. IEEE Trans. on Power Delivery, 1994,9(2):1173～1179
[40]Fuchs E F, et al. Large signal nonlinear model of anisotopic transformers for nonsinusoidal operation, Part Ⅰ:λ-Ⅰ characteristic. IEEE Trans. on Power Delivery, 1991,6 (4):1509～1516
[41]Lu Sbu, et al. Harmonics generated from a DC biased transformer ,IEEE trans . on Power Delivery, 1994,9 (2):1173～1179
[42]Albertson V D, et al. The effects of geomagnetic storms on electric power system. IEEE Trans. on Power Apparatus and system, 1974,93:1031～1044
[43]Albertson V D, et al. Solar induced currents in power system. IEEE Trans. on Power Apparatus and system, 1973,92:471～477
[44]王晓彤等·电磁暂态计算中新的变压器模型·西安交通大学学报·1999·33(4)：9～12
[45]黄斐梨等·高漏抗变压器漏磁场分析与计算(Ⅰ)，(Ⅱ)[J]·变压器·1991·28(11)：2～4
[46]王建华等·倍频变压器谐波磁场的分析与漏感抗的计算·西安交通大学学报·2000·34(8)：1～4
[2]A．C．夫兰克林，D．P．夫兰克林著，崔立君等译·变压器全书·北京：机械工业出版社·1990：86～96
[3]赵向东·析变压器“大马拉小车”的认识误区·节能·2000·8：26～28
[4]张国兵·三相变压器铁心结构分析·变压器·2001·38(7)：23～25
[5]变压器制造技术丛书编审委员会编·变压器铁心制造工艺·北京：机械工业出版社·1999：1～9
[6]变压器制造技术丛书编审委员会编·变压器绕组制造工艺·北京：机械工业出版社·1999：17～50
[7]秦曾煌·电工学·北京：高等教育出版社·1999：242～251
[8]C．B．瓦修京斯基著，崔立君等译·变压器的理论与计算·北京：机械工业出版社·1983：6～25
[9]饭高成男[日]，泽间照一[日]著·电机电器·北京：科学出版社·2000：114～136
[10]李小安·配电变压器无功功率的消耗与节能·电工技术杂志·1999·2：45～47
[11]高丙坤，孙玉华·供配电系统及其控制·北京：石油工业出版社·1999：99～120
[12]薛向党，郭晖等·在地磁感应电流作用时分析和计算电力变压器特性的一种新方法·电工技术学报·2000(15)：1～5
[13]蔡元宇·电路及磁路·北京：高等教育出版社·1992：81～101
[14]P．P．席尔维斯特[加拿大]，R．L弗拉里[英]著，姜可薰等译· 电工中的有限元法·北京：科学出版社·1988：186～196
[15]陈玉国·D—Y变换的调容变压器技术·电工技术杂志·2001·1：39～41
[16]李湘生，陈乔夫·变压器的理论计算与优化设计·武汉：华中理工大学出版社·1988(2)：5～30
[17]路长柏·电力变压器绝缘技术·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社·1998：40～42
[18]陈玉凤·对配电变压器经济容量影响因素的分析·电工技术杂志·2001·3：41～43
[19]李清泉等·有载分接开关新型控制器的研制·变压器·2001·38(4)：26～28
[20]张志文等·阻抗匹配平衡变压器的电量变换和运行计算·电工技术学报·2000·15(2)：7～11
[21]王群等·非正弦周期电流的频域和时域分解方法· 电力系统自动化·2000·24(1)：21～25
[22]翁双安·配电变压器容量选择的节能性与经济性·低压电器·1998·2：55～57
[23]雷银照著·时谐电磁场解析方法·北京：科学出版社·2000：178～203
[24]李林·提高对推广应用S_9系列配电变压器的认识·成都纺织高等专科学校学报·2000·1：51～52
[25]王蔷，李国定，龚克·电磁场理论基础·北京：清华大学出版社·2001：253～281
[26]雷银照著·轴对称线圈磁场计算·北京：中国计量出版社·92～120
[27]康金辉·配电变压器负载率与电压调整率的关系·陕西工学院学报·1997·13(3)：66～69
[28]A．许瓦勃[联邦德国]著，马乃祥译·场论概念·西安：西安交通大学出版社·1989：114～122
[29]焦留成·变压器节能改造的计算机辅助设计·焦作工学院学报·1997·16(6)：37～41
[30]朱明林等·变压器传递函数的系统辨识·高电压技术2000·26(1)：46～48
[31]徐耀明·变压器漏磁场的研究与电抗压降的计算·变压器·1997·34(4)：13～18
[32]康积涛等·三心柱变压器暂态模型·变压器·2000·37(7)：6～10
[33]张晋·瞬时脱扣器的三维磁场有限元分析与等值磁路·低压电器·2000·5：7～11
[34]Vector Fields Limited Corporation Vector Fields User Guide. Digital Equipment Corporation Print Server, 1998
[35]Chen Degui. The Optimization Design Of Holding Magnet. Journal Of Xian Jiaotong University, 1980, (2)
[36]Anderson 0 M. Transformer leakage flux program based on the finite element method [A].IEEE PES Summer Meeting[C].California, 1972.662-668
[37]Tinney W F, Brandwajn V, Chan S M. Sparse vector method. IEEE Trans on Power App Syst, 1985,104(2);295～301
[38]Dommel H W. Transformer models in the EMTP. In:Proceedings of the Intermational Conference on Insulation Coordination and the EMTP Applications. Montreel, 1996,121～126
[39]Takasu Nobuo, et al. An experimental analysis of transformers by geomagnetically induced currents. IEEE Trans. on Power Delivery, 1994,9(2):1173～1179
[40]Fuchs E F, et al. Large signal nonlinear model of anisotopic transformers for nonsinusoidal operation, Part Ⅰ:λ-Ⅰ characteristic. IEEE Trans. on Power Delivery, 1991,6 (4):1509～1516
[41]Lu Sbu, et al. Harmonics generated from a DC biased transformer ,IEEE trans . on Power Delivery, 1994,9 (2):1173～1179
[42]Albertson V D, et al. The effects of geomagnetic storms on electric power system. IEEE Trans. on Power Apparatus and system, 1974,93:1031～1044
[43]Albertson V D, et al. Solar induced currents in power system. IEEE Trans. on Power Apparatus and system, 1973,92:471～477
[44]王晓彤等·电磁暂态计算中新的变压器模型·西安交通大学学报·1999·33(4)：9～12
[45]黄斐梨等·高漏抗变压器漏磁场分析与计算(Ⅰ)，(Ⅱ)[J]·变压器·1991·28(11)：2～4
[46]王建华等·倍频变压器谐波磁场的分析与漏感抗的计算·西安交通大学学报·2000·34(8)：1～4
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |