單相特高壓自耦變壓器直流偏磁電磁特性研究.pdf

1、高壓直流輸電和磁暴現(xiàn)象引起的變壓器直流偏磁效應(yīng)嚴(yán)重影響變壓器的安全運(yùn)行。特高壓電網(wǎng)采用八分裂導(dǎo)線，電阻小，更易遭受直流擾動(dòng)的侵害。特高壓變壓器作為特高壓電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性與安全性直接關(guān)乎整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。為此，本文針對(duì)特高壓變壓器的直流偏磁問題進(jìn)行了計(jì)算與分析。主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:
　　基于特高壓變壓器鐵心材料的高導(dǎo)磁性和強(qiáng)非線性特性，提出了基于空載簡(jiǎn)化電路模型下的分段解析法，進(jìn)行直流偏磁條件下計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確

2、性問題的研究與分析。繼而以解析解的計(jì)算結(jié)果為基準(zhǔn)，對(duì)比分析四階龍格庫(kù)塔法的數(shù)值計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明，在特高壓變壓器的直流偏磁數(shù)值計(jì)算中，可通過人為增大串聯(lián)電阻和適當(dāng)減小計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)來(lái)獲得較為準(zhǔn)確的直流偏磁特性。該研究結(jié)果為實(shí)際特高壓變壓器進(jìn)行基于場(chǎng)路耦合法的直流偏磁計(jì)算提供了一種有效解決方法。
　　根據(jù)特高壓變壓器實(shí)際的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣連接方式，建立變壓器的場(chǎng)路耦合模型，分析串聯(lián)電阻值和時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)直流偏磁計(jì)算結(jié)果的影響。人為增加一個(gè)串

3、聯(lián)電阻，改變了變壓器本身的電路結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致串聯(lián)電阻后側(cè)的電壓偏離所施加的額定交流電壓。因此，提出電壓補(bǔ)償原理，進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)牡?jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，電壓補(bǔ)償可有效消除串聯(lián)電阻值導(dǎo)致的電流計(jì)算偏差。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行特高壓變壓器不同直流偏磁電流下的空載直流偏磁仿真計(jì)算，獲得勵(lì)磁電流和磁場(chǎng)特性。
　　為提高特高壓變壓器空載直流偏磁計(jì)算效率，提出了一種基于動(dòng)態(tài)電感-勵(lì)磁電流曲線的空載直流偏磁快速計(jì)算方法，該方法避免了不同直流偏磁電流情況下重

4、復(fù)進(jìn)行磁場(chǎng)模型的動(dòng)態(tài)電感的求解。通過與場(chǎng)路耦合算法計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。同時(shí)，該方法大大節(jié)省了計(jì)算時(shí)間，提高了計(jì)算效率，為變壓器的直流偏磁計(jì)算提供了一種快速簡(jiǎn)便的計(jì)算方法。
　　針對(duì)特高壓變壓器負(fù)載運(yùn)行方式下的直流偏磁問題進(jìn)行研究與分析。增大原邊串聯(lián)電阻，可使原邊電流巾直流分量的計(jì)算結(jié)果接近于直流偏磁電流理論值，提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。分析直流偏磁情況下不同負(fù)載電阻對(duì)特高壓變壓器高、中壓繞組電流的影響，獲得了