變壓器直流偏磁研究.pdf

1、直流偏磁現(xiàn)象是指有直流電流經(jīng)過中性點流入到電力變壓器的繞組中，從而使變壓器處于非正常工作狀態(tài)。引起直流偏磁現(xiàn)象的原因有兩種，第一種是在高壓直流輸電系統(tǒng)中，當(dāng)采用單極大地回線運行方式或雙極不對稱運行方式時，大地中回流的直流電流就會流入到中性點接地的變壓器繞組;第二種是由于地磁場與太陽等離子風(fēng)的動態(tài)變化相互作用，產(chǎn)生地磁風(fēng)暴，使地磁場發(fā)生變化，這種變化在地球表面產(chǎn)生了電位梯度，就會有低頻感應(yīng)電流流入變壓器繞組，由于其頻率非常低，可近似認為是

2、直流電流。
　　 直流偏磁下變壓器的工作點發(fā)生了偏移，其鐵芯迅速進入到飽和狀態(tài)，嚴重影響其正常工作，產(chǎn)生許多不良后果，如勵磁電流幅值明顯增大，波形發(fā)生嚴重的畸變，諧波含量增大;變壓器鐵芯噪聲增大，振動加劇;變壓器漏磁增加，損耗與溫升增大，從而引起金屬結(jié)構(gòu)件局部過熱;電力系統(tǒng)繼電保護裝置可能誤動作等。總之，直流偏磁現(xiàn)象危害了變壓器及電力系統(tǒng)的安全運行，因此，變壓器直流偏磁現(xiàn)象備受關(guān)注。
　　 本文在深入研究直流偏磁現(xiàn)象物理

3、機理的基礎(chǔ)上，對直流偏磁下的變壓器進行了實驗測量與仿真計算。研究內(nèi)容如下:
　　 首先，對直流偏磁下的單相變壓器、三相三柱變壓器和三相五柱變壓器提出可行的實驗方案，測量直流偏磁下單相變壓器和三相變壓器的勵磁電流及B-H曲線的變化。
　　 其次，首次建立了直流偏磁下單相變壓器的傳輸線模型，模型中，將變壓器電路中的微分項離散，并應(yīng)用J-A鐵磁磁滯理論來描述鐵芯的飽和以及磁滯效應(yīng)。渦流損耗用含等值電阻的附加繞組替代，同時考慮繞

4、組銅耗及漏磁等因素，從而使變壓器模型得到充分完整的描述。最后利用牛頓-拉夫遜迭代方法，對直流偏磁下的單相變壓器進行了時域仿真計算，實現(xiàn)直流偏磁下單相變壓器的分析，并與實驗獲得的數(shù)據(jù)進行比較，驗證該計算模型及計算方法的有效性和正確性。
　　 首次建立了直流偏磁下三相變壓器組的傳輸線模型，并利用牛頓-拉夫遜迭代方法對其進行計算仿真，仿真結(jié)果證明所提出的計算模型能夠準(zhǔn)確的分析三相變壓器組的直流偏磁現(xiàn)象。
　　 建立了新的直流偏

5、磁下三相三柱變壓器和三相五柱變壓器的電路-磁路耦合模型，磁路模型中，考慮了變壓器的渦流損耗、鐵芯拓撲結(jié)構(gòu)及材料的飽和特性，并將渦流產(chǎn)生的磁動勢列入磁路方程，與電路方程進行耦合，并結(jié)合鐵芯的非線性特征曲線，形成了非線性方程組，通過求解該方程組，最終實現(xiàn)對三相三柱變壓器和三相五柱變壓器直流偏磁特性的仿真計算，并與實驗獲得的數(shù)據(jù)進行比較，從而驗證了計算模型能夠準(zhǔn)確的分析三相三柱變壓器和三相五柱變壓器的直流偏磁現(xiàn)象。
　　 最后，指出了