基于漏磁补偿的变压器结构件损耗与磁通分布研究

为研究电力变压器内部由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,提出并设计了基于漏磁补偿的试验模型,考察了不同磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布。通过试验研究和数值计算获得了电力变压器不同类型屏蔽结构中的杂散损耗和磁通密度分布情况,并进行了对比分析。提出了采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的实用措施。在不同激励条件下,测量得到的损耗结果和仿真结果具有很好的一致性,说明了提出的结构件杂散损耗试验研究和仿真分析方法的有效性。试验和仿真结果同时表明:在相同的漏磁通激励条件下,立式磁屏蔽相对平式磁屏蔽的损耗值更低,以磁屏蔽中心工作磁通密度1.5 T为例,立式磁屏蔽的损耗约为平式磁屏蔽损耗的20%左右。     

HVDC中电力变压器直流偏磁屏蔽效应研究

为了研究高压直流输电系统(HVDC)中电力变压器发生直流偏磁状况时,由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,本文提出并建立了基于漏磁补偿的实验模型进行了详细地实验研究和仿真分析。重点考察不同直流偏磁激励下变压器磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布,研究交流激励源和直流激励源之间的交叉作用对屏蔽构件损耗特性的影响。通过详细的模型实验分别获得了电力变压器磁屏蔽构件在标准的正弦激励作用和不同直流偏置磁场强度作用时的损耗和磁通分布情况并进行了对比分析。提出采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的工程实用措施。不同直流偏磁激励条件下模型杂散损耗的计算结果和测量结果具有较好的一致性,所得结果和结论有助于通过优化设计来提高电力变压器磁屏蔽的性能指标。     

基于P21~C-M1模型交直流混合激励下杂散损耗的研究

本文针对电力变压器漏磁场引起的杂散损耗问题,基于TEAM PROBLEM21基准族中的P21~C-M1实验模型,考察了交直流混合激励条件下,导磁钢板及取向电工钢叠片内的磁通分布及杂散损耗。通过计算杂散损耗的传统方法,从交直流混合激励和交流单独激励下的负载总损耗中分别分离出磁屏蔽的杂散损耗值,从而得到直流分量对磁屏蔽损耗的影响规律,即直流电流分量引起了磁屏蔽杂散损耗的增加。通过精细建模仿真计算出磁屏蔽的杂散损耗,与测量结果进行对比,验证了本文方法的有效性与正确性。     

无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的应用

为研究无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的适用性,文中基于国际TEAM Problem 21基准族下的磁屏蔽基准模型P21c-M1和P21-M1,对在不同激励条件下无取向硅钢片制成的磁屏蔽的损耗特性和磁通分布特征进行研究,并与传统电力变压器普遍采用的取向磁屏蔽的磁性能进行对比分析。研究结果表明,由无取向硅钢片制成的无取向磁屏蔽对模拟电力变压器油箱壁的导磁钢板的屏蔽效果和取向硅钢片制成的取向磁屏蔽的屏蔽效果基本相同,且价格更为低廉。同时,基于结构件中杂散损耗的计算问题,提出了一种测量与仿真相结合的方法,通过与传统杂散损耗测量方法的对比,验证了该杂散损耗计算方法的有效性。     

基于漏磁通补偿的导磁钢板直流偏磁杂散损耗特性模拟

为了研究电力变压器内部由导磁钢板(Q235B)组成的结构件(如铁心拉板、变压器油箱等)在直流偏磁工作状态下的杂散损耗特性。本文提出了一种基于漏磁通补偿的杂散损耗模拟方法,设计和研制了相关的实验模型,并进行了详细地实验研究和对比分析。重点考察不同程度的直流偏磁激励下导磁钢板的杂散损耗和漏磁通分布,研究交流激励和直流激励之间的交叉作用对杂散损耗特性的影响。通过详细地模型实验研究,分别获得了电力变压器内由导磁钢板组成的结构件在标准的正弦激励作用和直流偏置激励作用时的杂散损耗和漏磁通的分布情况并进行了对比分析。所得实验数据、结果和结论可为电力变压器的电磁设计和优化提供参考,具有一定的工程实用价值。     

变压器油箱涡流损耗的三维有限元分析

大型电力变压器中油箱涡流损耗占其杂散损耗绝大部分,易使变压器产生局部过热,烧损变压器。因此,为了有效降低油箱涡流损耗,提出采用ANSYS软件三维有限元法对变压器进行仿真计算,以求得到其油箱漏磁和涡流损耗分布及大小,然后采取相应的防控措施,即在变压器加入磁屏蔽。经仿真计算分析,在变压器加入磁屏蔽有利于降低油箱中的漏磁密度、减小损耗,同时也说明采用该方法计算损耗准确、可行。     

不同频率激励下变压器铜屏蔽中涡流损耗的研究

为了研究高压输电系统电力变压器铜屏蔽中涡流损耗的分布,基于TEAM Problem 21基准族中的P21c-EM1简化模型进行了详细的实验研究与仿真分析。采用不同的建模方法对多种工况下激励线圈欧姆损耗进行计算并与测量值对比,得出线圈整体建模无法计算漏磁通在导体本身产生的涡流损耗,线圈单匝建模可以很好地反应实际工况。系统地介绍了变压器结构件杂散损耗传统测量方法以及分析了其缺陷,基于传统的测量方法介绍了一种新的测量方法,即采用实验模型总的损耗测量值减去实验模型中激励线圈损耗的精确计算值得出结构件中的损耗。多种激励条件下铜屏蔽中涡流损耗的计算值与测量值具有较好的一致性,从而验证了该方法的有效性。所得的结果、结论有助于电力变压器、平波电抗器等装置屏蔽结构的优化设计。     

电力变压器磁屏蔽模型损耗三维有限元分析及实验研究

针对大型电力变压器铁磁结构件中(例如油箱)产生的电磁损耗导致局部过热,使相关的绝缘部件受损,进而危及整个变压器的正常运行现象,笔者提出以国际TEAM Problem 21基准磁屏蔽(简称为板式和立式屏蔽)模型为例,采用分离激励线圈电阻损耗和涡流损耗的测量方法(漏磁通补偿线圈测量装置),对变压器取向硅钢叠片中的磁通和损耗进行计算和试验测量。其计算与测量结果表明,该方法较好地解决了线圈损耗和结构件损耗分离的问题。同时,也验证了三维非线性涡流场分析和损耗模拟方法的有效性。     

大型电力变压器漏磁场和杂散损耗的研究

为了解决大容量电力变压器结构件中的局部过热问题,一般通过加装电磁屏蔽的方法来减少结构件中的杂散损耗,从而控制局部过热。因此,准确评估变压器结构件中的杂散损耗是非常必要的。首先给出了一台SFP-410000/220三相电力变压器的初步设计结果,然后采用三维有限元方法,仿真计算了油箱箱盖折弯角度不同时变压器的漏磁场及损耗密度分布,分析了最大漏磁通密度和最大损耗密度所处的位置及其影响。通过仿真计算,确定了变压器的最终设计方案。最后通过该变压器的实验结果验证了设计方案的合理性,且所提方案能够满足用户提出的技术要求。     

电力变压器两种磁屏蔽中磁通及损耗的仿真分析与验证

本文提出了一种精确测量变压器结构件杂散损耗的实验方法。该方法通过引入两个漏磁补偿线圈,使得空载条件下的漏磁分布与负载条件下漏磁分布更为接近,从而改善了传统杂散损耗测量方法中由于漏磁分布不同所造成的空载线圈损耗与负载线圈损耗存在差别的情况。通过该方法可以更为准确地测量结构件的杂散损耗。分别对两种不同结构形式的磁屏蔽以及导磁钢板进行了测量与仿真,得到了两种磁屏蔽以及导磁钢板在不同激励条件下的杂散损耗。考察了沿硅钢叠片方向磁通的分布情况,通过对比测量结果与计算结果,证明了所提出的实验方法与计算方法的有效性。本文所提出的方法,可用于不同工况条件下电磁场和损耗计算方法的有效性验证。     

高压自耦变压器的涡流损耗计算与屏蔽措施

为应对大型电力变压器漏磁场及杂散损耗问题,采用三维非线性涡流场有限元分析方法,以1台高压自耦变压器为研究对象,引入B-H曲线来描述非线性材料的磁特性,对变压器结构件进行了漏磁场及涡流损耗计算。采用屏蔽措施之前,油箱及夹件等结构件涡流损耗及涡流损耗密度较大,容易引起局部过热问题并且影响变压器正常运行。通过进一步分析,给出了油箱磁屏蔽、夹件L型磁屏蔽和肺叶式磁屏蔽等降低杂散损耗的措施,以及多种屏蔽形式对漏磁场及结构件涡流损耗的影响。结果表明对电力变压器油箱、夹件等结构件采取合理的磁屏蔽措施能够有效地降低杂散损耗并消除热点,不同屏蔽形式对其周围结构件涡流损耗及漏磁场具有不同影响。     

基于有限元法的电力变压器金属结构件损耗分析

运用ANSYS有限元软件对某型号电力变压器的电磁场分布及金属结构件的功率损耗进行了仿真模拟,分析讨论了油箱侧壁屏蔽板高度以及绕组端部处屏蔽条的引入对变压器各部件损耗的影响。结果表明,屏蔽条的引入既减少了进入夹件中的漏磁通密度,同时也降低了线圈端部处的横向磁通密度,能极大地降低夹件和油箱中的杂散损耗。合适高度的箱壁屏蔽板能降低部分结构件的涡流损耗。这些结果可以为变压器的合理设计提供参考依据。     

磁屏蔽放电引起的变压器乙炔含量超标故障分析及处理

正1引言变压器运行时,漏磁通会穿过钢结构件(如铁心、夹件和油箱壁等),并在其中产生涡流。如不采取有效的屏蔽措施,漏磁通产生的涡流将导致器身结构件局部过热,同时引起杂散损耗导致变压器损耗增加。某电厂发电机变压器电压等级为500kV、容量为840MVA,冷却方式为强迫油循环水冷。为降低负载损耗至合同要求范围内,该批次变压器在高压侧上夹件腹板磁屏蔽(平板型)外侧加装了15片L型磁屏蔽(如图1所示),磁屏蔽沿上夹件水平布置,每     

高压自耦变压器肺叶磁屏蔽特性的数值计算与分析

针对一种新型的器身磁屏蔽——肺叶磁屏蔽自身以及其在变压器中的设计问题,以一台容量为334MV?A、带有肺叶磁屏蔽的单相自耦变压器为研究对象,首先应用三维频域非线性有限元法分析了肺叶磁屏蔽对变压器结构件、绕组区域漏磁场以及杂散损耗的影响;然后,以漏磁场分析以及杂散损耗计算为手段,以变压器油箱、夹件、拉板、油箱屏蔽以及肺叶磁屏蔽的磁感应强度(或损耗密度)作为观测目标,研究肺叶磁屏蔽安装位置以及尺寸对变压器漏磁场的影响,并通过负载损耗试验将有限元计算所得结果与实验值进行对比,验证分析的有效性;最后,针对肺叶磁屏蔽自身可能出现的局部过热问题,设计三种不同的肺叶磁屏蔽油路结构,基于有限体积法对比分析不同油路结构下肺叶磁屏蔽的油流、温升特性。对肺叶磁屏蔽特性的系统分析可为其设计以及其在变压器中的设计提供指导,具有重要工程意义。     

谐波激励下变压器结构件杂散损耗的模拟与验证

基于TEAM (testing electromagnetic analysis methods)Problem 21基准模型,从实验和仿真计算两方面系统地研究多谐波激励下变压器结构件杂散损耗建模与验证方法。考虑线圈涡流损耗的影响,提出一种基于实验更准确地确定结构件杂散损耗的改进方法。搭建硅钢叠片磁、损耗特性测量系统,基于测量数据建立多谐波激励下的损耗模型并予以验证。基于P21C-M1和P21C-EM1模型分别进行谐波激励下导磁和非导磁构件杂散损耗的数值模拟,磁场及损耗结果对比验证了方法的有效性。基于仿真及测量结果,分析谐波对杂散损耗的影响,得到谐波激励下导磁构件中附加损耗的分布及其对杂散损耗的影响。     

高阻抗大型变压器杂散损耗分布的控制与仿真分析

本文中作者阐述了高阻抗大型电力变压器杂散损耗的分布特点,并给出了控制杂散损耗的一些措施;结合实例应用有限元仿真软件对漏磁场进行了深入分析。     

交直流混合激励下变压器用叠片式磁构件杂散损耗问题的数值模拟及实验验证

基于TEAM-P21c基准模型深入研究交直流混合激励下变压器中叠片式磁构件杂散损耗的数值模拟及实验验证方法.考虑空载、负载条件下线圈损耗的差异,提出一种基于实验确定结构件杂散损耗的改进方法.搭建硅钢叠片磁特性、损耗特性测量系统,提出可考虑偏置磁场影响的铁损模型,并用于计算三维漏磁场激励下的叠片式磁构件的杂散损耗.通过磁场、损耗的仿真与实验结果对比,验证了该文方法的有效性.最终基于仿真及测量结果,分析了直流偏置磁场对杂散损耗的影响,得到了交直流混合激励下导磁构件中附加损耗的分布及其对杂散损耗的影响.     

无取向立式磁屏蔽的性能分析和实验研究

本文基于P21c-M1磁屏蔽模型,对工频下不同电流激励无取向立式磁屏蔽和取向立式磁屏蔽的屏蔽效果进行对比分析,研究无取向磁屏蔽在变压器磁屏蔽中的适用性。本研究中,采用激励线圈精确建模的方式,从总损耗中分离出激励线圈负载损耗,从而得到较为准确的磁屏蔽构件的损耗值。实验和仿真结果表明,在相同电流激励下,由于两种硅钢片的磁性能差异,无取向立式磁屏蔽的屏蔽效果相较于取向立式磁屏蔽有微小的差异。     

大型电力变压器磁屏蔽异常实例及分析

大型电力变压器为减少漏磁，降低杂散损耗，通常在特殊部位安装磁屏蔽。文中对磁屏蔽引发的异常情况进行了总结，并对各种异常情况分别举例说明其异常表现、处理过程及技术分析。     

电力变压器磁屏蔽模型涡流场和损耗的计算与测量

大型电力变压器铁磁结构件中产生的电磁损耗会导致局部过热并使相关的绝缘部件受到损害,进而危及整个变压器的正常运行,对面向工程的国际TEAM(Testing Electromagnetic Analysis Methods)Problem 21的磁屏蔽基准模型的涡流场和损耗进行了计算和试验测量研究,考虑了模型中铁磁材料的非线性、各向异性及磁滞等特性,提出了用于分离激励线圈电阻损耗和涡流损耗的测量方法(漏磁通补偿线圈测量装置),并用MagNet软件进行了数值计算.基准模型的计算和测量结果相吻合,验证了计算方法和软件的有效性.