变压器组直流偏磁及其内部特性的研究

介绍了变压器组直流偏磁的机理及其内部特性。     

500kV自耦变压器直流偏磁的仿真研究

对500kV自耦变压器受到直流偏磁时的影响进行了研究.利用电路一磁路耦合时域的方法建立变压器模型,并在MATLAB环境下进行了实际变压器的仿真计算,分析了直流偏磁下变压器的励磁电流.     

直流偏磁对电力变压器影响的实验与仿真计算

高压直流输电系统采用单极大地回路运行时,会对中性点接地的变压器产生影响.采用等效电路一磁路耦合法,建立了包括漏磁回路的变压器模型,并对单相变压器开路及不同直流偏磁情况下进行了实验和仿真计算分析,计算与实验吻合较好,验证了等效电路一磁路耦合法的正确性和有效性.实验和仿真分析表明:空载励磁电流各次谐波随直流电流的增加直线上升;加入直流偏置量,出现了偶次谐波,奇次和偶次谐波都随直流偏置量的增加而增加.通过改变变压器的磁化曲线,仿真计算了同样直流偏置量的下的谐波情况,得出:提高变压器硅钢片的磁化特性,将会提高变压器的直流耐受能力.负载不同,使变压器工作在不同的工作点上,对变压器励磁电流的影响并不十分明显.     

直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究进展

基于电力系统中直流偏磁成因及变压器振动机制的分析,结合演绎铁磁材料本构关系的基础理论,从磁畴理论、现象学理论、热力学关系及弹性力学4个角度对磁致伸缩的建模机理与存在的问题进行了分析。在此基础上,对发生直流偏磁时磁致伸缩的现有计算模型进行对比,并讨论了发生直流偏磁时的硅钢片实验与变压器现场测试等研究中的不足,继而探析变压器振动的实验研究中直流电源的引入方式。综合分析现有研究进展后指出,为了给评估变压器承受直流偏磁能力与指导变压器的设计等提供参考,亟需研究直流偏磁时铁磁材料的磁化特性与磁致伸缩的模型这2个科学问题。     

温度及直流偏磁对换流变压器铁心磁性能及磁场问题影响的研究

测量了30ZH120电工钢片在不同直流偏磁及温度条件下磁特性,经过迭代计算得到了考虑偏置磁通后的B-H曲线。基于一台产品级750kV换流变压器(哈密-郑州特高压直流输变电工程),仿真计算了不同直流偏磁及温度条件下换流变压器磁场分布和空载电流,结果表明:直流偏磁和工作温度影响电工钢片和换流变压器铁心线性区和非线性区,随着温度及直流偏磁的增加,换流变压器铁心磁通密度和空载电流增加,因此,在设计中应该考虑温度及直流偏磁的影响。     

换流变压器直流偏磁与饱和保护

分析了换流变压器直流偏磁产生的主要原因,并总结了直流偏磁情况下换流变压器的励磁电流的电气特征以及直流偏磁导致换流变压器的损坏机理,在此基础上介绍了换流变压器饱和保护的原理,以及饱和保护的实现方法,并探讨了换流变压器过激磁保护工程应用中需要考虑的注意事项。     

直流偏磁下400kV单相电力变压器励磁特性的试验研究

通过DFP-240000/400单相电力变压器的直流偏磁试验,研究了直流偏磁对电力变压器的空载损耗、励磁电流和谐波成分的影响。通过试验数据分析,讨论了直流偏磁电流对电力变压器的影响。     

变压器直流偏磁的仿真研究

基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和Hilbert变换,提出了一种新的变压器直流偏磁分析方法。首先对变压器励磁电流进行EMD分解,提取包含最多励磁电流畸变信息的基本模式分量(intrinsic mode function,IMF);再对IMF分量作Hilbert变换,得出其瞬时频率和幅值。仿真结果表明:该方法能够准确检测出励磁电流畸变的时间、频率和幅值。     

直流偏磁条件下电力变压器铁心B-H曲线及非对称励磁电流

基于变压器铁心的直流偏磁特性提出了一种有效获取大型电力变压器直流偏磁条件下绕组励磁电流的方法.首先在按与实际产品1/50比例制作的产品级模型上通过试验研究建立了处于不同直流偏磁水平铁心的磁通一激励电流(φ-I)曲线族,(B-H日)曲线族;其次通过仿真计算考虑了偏置磁通对这些曲线的影响;最后提出了适合变压器工程应用的直流偏磁条件下非对称励磁电流的计算方法.实际测量数据与仿真计算结果的比较表明文中提出的方法是正确的.     

变压器直流偏磁的振动特性研究

阐述了围绕中性点直流电流导致变压器振动开展的研究工作.运用实验室模拟试验和现场实测,研究了直流偏磁导致的变压器振动频谱的频率分布,分析了偏磁电流、运行电压对振动强度、振动频率的影响,研究结果表明,直流偏磁会导致振动强度、振动奇次谐波和高次谐波的增加,特别是会引起非100 Hz整数倍的高频振动.     

直流偏磁下变压器绕组振动特性分析

为了研究直流偏磁下变压器发生短路故障时绕组的振动特性,基于"电磁-结构"多物理场耦合分析的方法,建立了考虑绝缘垫块非线性特性的变压器三维有限元模型.通过仿真分析了不同偏磁电流下突发短路故障时绕组的短路电流及振动特性,结果表明:随着偏磁电流的增加,绕组短路电流、振动位移的幅值发生不同程度的偏移且低次谐波分量增加明显,并通...     

换流变压器直流偏磁的试验研究

利用变压器模型研究直流偏磁对换流变压器的影响,证实了直流偏磁能引起变压器励磁电流和损耗的增加及温度的升高,从而影响变压器的安全运行.     

Finite Element Simulation and Experimental Study on Vibration Characteristics of Converter Transformer Under DC Bias

To clarify the electromagnetic, vibration, and loss characteristics of the internal components of a converter transformer under DC bias conditions and their influencing mechanisms, a series of studies are conducted using the finite element method and model experiments. This paper quantifies the influence of different DC contents on the magnetic flux density, force, and displacement distribution characteristics of the iron core and winding and analyzes the internal relationship between various indicators. The inflection point of the DC bias coefficient on the vibration is obtained and the contribution mechanism of the different responses of the iron core and winding to this inflection point is explained. The value of the DC bias coefficient for changing the main vibration frequency is determined. When the DC bias coefficient is 1.0 and 1.5, the main frequency of vibration moves to the right to 250 Hz and 350 Hz. Based on the principle of similarity, a DC bias vibration experimental platform for converter transformers is developed, and DC bias magnetic experiments are conducted to verify the reliability of the simulation results.     

单相变压器直流偏磁试验与仿真

6台单相变压器组成三相组式变压器，分别对变压器开路、低功率三相四线制对称负载、低功率三相四线制不对称负载、低功率三相三线制不对称负载和额定功率下三相四线制对称负载5种情况下的变压器一次绕组电流、一次和二次绕组电压就不同直流入侵情况下进行了测量。研究变压器以上5种工作状态下，直流入侵导致的励磁电流和一次绕组电流畸变和谐波分布、一次绕组电流峰值和各次谐波与直流电流的关系曲线、不同运行方式对直流偏磁的影响。试验发现，变压器直流偏磁将导致空载电流畸变，空载电流峰值及各次谐波随直流电流的增加直线上升。谐波阶次越低，增加速度越快。变压器负载情况下，功率越大，奇次谐波随直流的变化增加速度越慢，偶次谐波增长速度基本不受负载的影响。利用非线性磁滞回线与励磁电流波形的关系，对试验模型进行了仿真计算，同时得到了变压器铁心无直流偏磁和有直流偏磁下的磁滞回线。计算模型建立在Jiles-Atherton理论基础上，计算与试验吻合较好，验证了变压器非线性模型的有效性和正确性。     

电力变压器直流偏磁研究综述

针对电力变压器直流偏磁现象,对当前变压器直流偏磁的研究进行了总结,对直流偏磁的研究方法及成果进行详细分析。列出了直流偏磁产生的主要原因及其基本原理,详细论述了直流偏磁对变压器影响,对变压器直流偏磁的研究方法一般是通过实测建立相应的计算模型,进行模拟仿真计算,以及限流和隔直是抑制直流偏磁的主要方法。     

500kV变压器直流偏磁下的铁心损耗分析研究

为了研究变压器直流偏磁下的铁心损耗,文章以某一核电站500 k V主变压器为例,在二维有限元瞬态场A–φ算法基础下构造了直流偏磁下的变压器二维仿真损耗模型。在仿真中,偏磁直流量从0 A增加至30 A,可得到变压器铁心的损耗分布。结果分析可表明:随着偏磁直流量的增加,励磁电流会产生畸变和较大的偶次谐波,并导致铁心局部损耗增大,其中:铁心主柱与上、下铁轭交接区域的损耗值受到直流偏磁的影响最大,铁心水平路径的损耗值相较于垂直路径受直流偏磁的影响较大。     

直流入侵对变压器励磁特性的影响分析

直流输电系统单极运行情况下,直流通过变压器接地中性点交流系统,造成交流系统变压器直流偏磁.直流偏磁是变压器的非正常工作状态,在直流偏磁条件下,准确获得变压器铁心的磁性能并建立变压器暂态模型是分析偏磁问题的关键.利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了变压器偏磁的暂态模型,仿真分析了偏磁条件下变压器的励磁特性.结果表明:随着直流量的增大,励磁电流畸变程度增大,变压器产生的谐波增多.     

直流偏磁条件下变压器励磁电流及铁心损耗计算

提出了一种综合考虑变压器非线性影响的计算直流偏磁条件下变压器励磁电流及铁心损耗的解析方法,给出了变压器非线性模型的具体建模过程,并通过有限元分析及试验结果验证了仿真的正确性。     

特高压调压变压器直流偏磁特性计算

分析了特高压调压变压器的工作原理,获得直流偏磁下调压变压器的等效电路,建立了调压变压器的有限元磁场模型。基于时域场路耦合模型,计算分析了当调压抽头位于第一分接头时不同直流偏磁影响下特高压调压变压器的电流特性,也对比分析了调压变压器各绕组电流的谐波的变化规律。计算结果可为调压变压器的保护提供参考。     

交直流混联电网中变压器直流偏磁特性分析

在分析变压器直流偏磁原理的基础上,应用PSCAD电磁暂态仿真软件分析了直流偏磁对变压器励磁电流的影响。现场实测了直流输电单极和双极两种运行状态下变压器中性点电流、直流偏磁引起的母线谐波、变压器振动和噪声。经过仿真与实测的综合分析得出,变压器中性点电流超过变压器额定电流的5%时就会引起励磁电流的严重畸变。直流偏磁对变压器低压侧的影响最大,已经出现明显位移,高压侧和中压侧虽然位移变化不大,但速度和加速度最大增幅达8～9倍,变压器遭受了很大的冲击力。最后建议采用中性点串接电容的方法来限制直流偏磁。