【摘 要】
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大型电力变压器进行合闸操作时,铁芯中的剩磁可能会引起励磁涌流,导致变压器无法正常投入运行。为了消除剩磁对变压器影响,本文提出了测量剩磁的新方法,该方法是在外加正反向直流电压激励的基础上实现的。该方法可以在不改变变压器铁芯原有剩磁的基础上,准确测量出剩磁的大小和方向。并且,根据这个方法对现有退磁方法进行了改进,通过实验结果验证了该方法的省时与经济性。具体工作如下:(1)本文介绍了变压器结构和基本工作
【基金项目】
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国家自然科学基金No.51877065;
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大型电力变压器进行合闸操作时,铁芯中的剩磁可能会引起励磁涌流,导致变压器无法正常投入运行。为了消除剩磁对变压器影响,本文提出了测量剩磁的新方法,该方法是在外加正反向直流电压激励的基础上实现的。该方法可以在不改变变压器铁芯原有剩磁的基础上,准确测量出剩磁的大小和方向。并且,根据这个方法对现有退磁方法进行了改进,通过实验结果验证了该方法的省时与经济性。具体工作如下:(1)本文介绍了变压器结构和基本工作原理,建立了变压器环形铁芯的等效电路。分析了剩磁对变压器的危害,具体介绍了剩磁与励磁涌流的关系,以及针对励磁涌流出现时的保护措施。(2)本文介绍了铁磁材料磁化机理,以此解释了变压器剩磁产生原理,并通过实验对环形铁芯磁特性进行了测量。通过引入局部磁滞回线的概念,提出了一种基于施加正反向激励测量剩磁的新方法,并理论分析了该方法的可行性。该方法将磁场问题巧妙转化为电路问题,方便分析与测量。(3)为了建立变压器环形铁芯的仿真模型,介绍了常见的磁滞模型的优缺点。通过对比,选择在COMSOL软件中建立了基于Jiles-Atherton磁滞模型的环形变压器仿真模型。在绕组上先后施加大小相等、方向相反的直流电压,结合场路暂态分析,找到响应电流和剩磁之间的关系。针对仿真和实验过程中需要解决的三个关键性问题进行了分析。仿真结果表明,该方法可以在不损坏变压器本身并对铁芯剩磁影响不大的情况下,准确测量铁芯剩磁的大小和方向。(4)通过自主搭建的变压器环形铁芯实验平台,按照仿真步骤对剩磁进行了测量,验证了仿真结果的可靠性。改变预设剩磁,进行多次实验,将所得响应电流值带入仿真得出的经验公式,得到计算剩磁值,与预设剩磁作对比,误差在6.5%以内,验证了仿真结果的准确性。(5)介绍常用的退磁方法,并进行了仿真。结合本文提出的剩磁测量方法,将原有的退磁方法进行改进,先对铁芯中的剩磁进行测量,再按照测量所得剩磁值进行退磁,对比退磁效果。最后,通过实验,验证了这种退磁方法更加经济、省时。
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