基于直流偏磁实验的叠片铁心磁化特性分析

铁心中直流磁通的预测是研究变压器直流偏磁问题的关键.本文提出基于损耗函数的改进迭代法,在考虑磁滞效应的同时对基本磁化曲线进行修正,计算叠片铁心内的直流磁通.通过比较励磁电流的测量值与计算值,验证了该方法的有效性和正确性.获得了直流偏磁条件下叠片铁心的磁滞回线和基本磁化曲线,对有无直流偏磁条件下的基本磁化曲线进行了比较....     

单相变压器直流偏磁的仿真与试验分析

本文测量直流偏磁前后单相变压器的励磁电流波形及其谐波,分析其在直流偏磁前后的变化情况.然后基于Jiles-Antherton变压器模型求出直流偏磁后变压器的磁化曲线.利用求得的变压器磁化曲线数据,对变压器进行三维有限元仿真,计算得到变压器的瞬时磁通密度分布、磁通密度谐波、励磁电流波形直流偏磁前后变化情况.其中,变压器励...     

铁磁元件直流退磁方法研究

铁磁元件铁心剩磁通(剩磁)的存在会给电力变压器带来较大的励磁涌流并影响互感器测量精度。为了便捷的消除铁磁元件铁心剩磁,提出了一种采用极性反转直流源的直流退磁方法。该方法考虑绕组直流电阻的影响,通过微控制器计算并严格控制施加正负直流电源的脉宽,使铁心能分别达到负、正饱和点和磁通零点,达到退磁的目的。同时,根据各个阶段磁通的变化还可以计算剩磁和剩磁系数。并在电流互感器上展开试验,测得退磁后的剩磁系数绝对值3%,与工频开路退磁法相当,而且所需退磁电源的功率仅不到6 W,和工频开路退磁法相比大大减小了退磁电源的容量。验证了本文所述方法的准确性和可行性。     

基于堆栈操作的电流互感器铁芯磁化模型

可靠的电流互感器铁芯磁化模型对于铁芯的剩磁和饱和问题研究具有重要意义.文中建立了一种基于堆栈操作的新型电流互感器铁芯磁化模型.归纳分析了铁芯磁化的规律,对磁化曲线进行了分类,根据磁场强度H的变化和压栈、出栈操作来确定铁芯磁化曲线的类型,系统地给出了计算相应磁通密度B各类曲线的B-H关系式,仿真结果与实验的比较验证了模型的准确性.     

提高工作电压实现变压器绕组直流电阻的快速测量

通过分析变压器绕组直流电阻测量的暂态过程特性、铁心磁滞现象以及剩磁对测量过程的影响,提出提高工作电压实现变压器绕组直流电阻快速测量的方法。现场实例验证该方法可以有效地消除剩磁的不利影响,并能快速准确得到绕组直流电阻的测试结果。     

直流偏磁下不同磁化曲线对变压器铁心损耗仿真的影响

直流偏磁下变压器铁心材料磁化特性采用不同的表述方式,将会产生不同的损耗仿真结果。本文基于爱泼斯坦方圈试验测量了30ZH120取向硅钢片的交流磁滞回环和交流偏磁磁滞回环,详细阐述并解释了交流磁化曲线、直流磁化曲线、平均磁化曲线、交流偏磁磁化曲线和交直流共同作用下磁化曲线的提取方法。从实验数据和理论分析的角度指出了交直流共同作用下磁化曲线与直流磁化曲线是同一条曲线。以两台干式变压器产品模型为例,设计并搭建了使变压器工作在直流偏磁条件的实验电路,测试并仿真计算了直流偏磁下电力变压器铁心的空载损耗。研究表明,计算分析直流偏磁电工设备时,可以用直流磁化曲线描述硅钢片材料的磁性能,为提高直流偏磁下变压器损耗仿真准确性提供了参考依据。     

一种计算空投变压器励磁涌流最大值的方法

提出了一种计算投入空载变压器时引起的励磁涌流最大值的方法。基于对空投变压器励磁涌流机理的分析,提出根据变压器的铭牌基本参数,并通过磁通饱和点的定位,确定变压器的磁化特性曲线大致形状,利用磁化曲线饱和区段近似于线性的特性跟踪磁通变化,估算励磁涌流的最大值,并计算最大励磁涌流引起电压暂降的深度及持续时间。通过对一个配电变压器及电力变压器进行空载合闸操作仿真,对比仿真结果和计算结果,结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于极性变化直流电压源的铁磁元件铁心剩磁通测量方法

剩磁通可能给变压器带来较大的励磁涌流,影响测量互感器的测量精度。然而目前对于变压器的铁心剩磁通测量还没有规范的方法。为了便捷地测量铁心剩磁通,提出一种采用极性变化的直流电压源来测量铁磁元件铁心剩磁通和剩磁系数的方法。该方法采用半桥电路获得极性变化的直流电压,并施加在绕组两端,使铁心分别达到正、负饱和点。绘制整个过程中的磁通与电流关系曲线,即可得到铁心的部分饱和磁滞回线,根据获得的饱和磁滞回线来计算铁心剩磁通和剩磁系数。并且在电流互感器上开展实验,测得在正、负饱和剩磁点和退磁后的磁通零点的剩磁通平均值分别为4.001m Wb、-3.844m Wb和0.048m Wb。结果表明,该方法具有较高的准确性和稳定性,而且需要的退磁电源功率小,方便携带。     

大容量变压器直阻测试产生的剩磁危害及消除

大容量变压器直流电阻试验后,会在变压器铁心中留有剩磁,本文对变压器直流电阻试验后产生的剩磁原因以及由于剩磁的存在对变压器的投运造成的危害进行了分析,提出了目前几种消磁的技术手段和措施,对比分析了消磁取得的效果并通过实例进行了验证。结果表明:采用正反向直流衰减法可消除90%以上的变压器直流电阻测试所造成的剩磁。     

电力变压器铁心剩磁的测量与削弱方法

大型电力变压器在各种检测以及运行之后,由于其铁心结构的封闭性以及铁磁材料固有的磁滞现象,会在铁心中留有剩磁。剩磁的存在将加速电力变压器铁心的磁化饱和,产生励磁涌流。本文提出一种新的剩磁测量方法,通过分析剩磁产生的原理,对已知电力变压器进行电磁暂态仿真分析建立剩磁-电流的关系式。选取环形变压器铁心搭建实验检测电路,处理实验得到暂态测量电流信号,并将结果代入已建立的剩磁-电流关系式中,得到电力变压器铁心中的剩磁。在已知剩磁的基础上研究已有的去磁方法,选取直流法削弱剩磁,根据测量得到的剩磁进行去磁电流设定。通过消磁前后的测量电流波形对比说明能够有效地削弱剩磁,达到减小涌流的目的,验证了去磁方法的有效性。     

换流变压器空载励磁涌流选相关合控制策略

针对由单相变压器构成的500 kV换流变压器组,建立了考虑铁芯非线性磁滞特性的变压器模型。仿真分析了关合角度及铁芯剩磁对换流变压器空载合闸励磁涌流的影响。研究了变压器空载合闸时抑制励磁涌流的选相关合策略。研究结果表明,当铁芯剩磁可忽略时选相关合策略为:A相在电压峰值时刻关合,B、C相延时5 ms同时关合。当考虑剩磁影响时,空载关合的选相控制策略必须考虑变压器切除时断路器三相开断的顺序,选取剩磁最大的第二开断相最先关合。当最大剩磁为正(或负)时,以该相母线电压负(或正)峰值时刻提前约0.6 ms作为该相关合时刻,变压器切除时最先开断的相延时5.45 ms关合,最后开断的相延时6.14 ms关合,可以起到抑制励磁涌流的良好效果。     

变压器励磁涌流负序二次谐波特征及机理

空载合闸产生的励磁涌流是导致变压器差动保护不正确动作的主要因素,同时也会造成电网中谐波、电压暂降等电能质量问题。交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波会引起直流保护的误动作,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。文中基于变压器铁芯近似磁化特性曲线,推导了励磁涌流及其中二次谐波分量的解析表达式,分析了合闸参数对负序二次谐波分量的影响,指出由于断路器开断引起的三相平衡性剩磁不会造成励磁涌流中二次谐波以负序为主的现象,只有三相非平衡性剩磁才可能引起励磁涌流中的二次谐波呈现明显的负序特征。PSCAD仿真验证了分析及结论的正确性,为解决工程实际问题提供了理论依据。     

变压器空充下的励磁涌流二次谐波特性分析

针对近年来变压器空充试验时,电流的二次谐波含量低于保护整定值导致差动保护误动作的问题,首先利用2条不同斜率的直线对变压器磁化特性曲线进行拟合,推导出不同空充电压下励磁涌流二次谐波含量的表达式,进而基于有限元分析软件搭建并验证了一台14 kVA单相变压器以及一台325 MVA三相变压器的仿真模型,然后对验证过的模型进行了变压器空充仿真。研究表明：在考虑铁芯磁化曲线起始部分存在非线性特征的情况下,空充电压小于临界电压时,励磁涌流中含有少量二次谐波;空充电压等于临界电压时,励磁涌流二次谐波含量达到峰值;随着空充电压等级的提高,励磁涌流二次谐波含量呈现先增后减的趋势。     

电力机车主变压器空载合闸瞬变过程仿真

电力机车主变压器空载合闸电磁瞬变过程复杂,常规工程计算方法精度与效率不高。为此引入复合短路阻抗,将多绕组变压器模型简化,并在MATLAB/PSB中建立了能够反映多绕组电力机车主变压器空载合闸的仿真模型。结合模型给出了其等值阻抗、合闸初始相位角、剩磁和饱和特性对其空载合闸产生的励磁涌流影响的分析。仿真结果为电力机车主变压器的继电保护、电磁设计和运行系统控制提供了重要的理论依据。     

基于波形系数的变压器励磁涌流快速识别算法

通过分析励磁涌流波形与磁化曲线的关系,提出了一种基于波形系数的变压器励磁涌流快速识别算法。利用空载合闸和内部故障后符合正弦特征的采样数据预测出参考波形,并将1／2周波内的采样数据与预测数据进行比较,以此定义波形系数。通过波形系数的大小区分变压器励磁涌流状态和内部故障状态。仿真和动模实验表明,该算法能在一个周波内准确识别出空载合闸和各种内部故障状态。     

电力变压器励磁涌流仿真计算的瞬时功率法

本文提出一种基于变压器铁芯材料的基本磁化曲线Ｂ＝ｆ（Ｈ）、变压器铁芯的几何尺寸、空载损耗数值及瞬时功率的概念，对变压器空载合闸时，在各种不同的合闸角及各种不同剩磁的情况下所产生的励磁涌流进行计算的新方法。通过对计算结果的分析，得出励磁涌流的特征，如峰值、波形及间断角的大小同剩磁和合闸角的关系等。本文所提出的方法有助于对电力变压器设计的正确性进行校验及变压器保护的研究。     

变压器铁心剩磁估量

实现同步关合技术的关键是有效预估变压器分闸后铁心中的剩磁,提出了一种变压器铁心剩磁估量方法,依据变压器空载合闸后在变压器一次侧检测到的电压电流数据和空载合闸角,寻找变压器的铁心饱和时刻,估量变压器分闸后铁心中的剩磁。通过实验室物理模型就变压器空载合闸进行了数百次实验,依据变压器铁心饱和后的电压电流数据和空载合闸角对变压器铁心剩磁给予了估量。基于变压器铁心剩磁估量的结果,获取了变压器分闸角与变压器铁心剩磁的关系特性。     

计及剩磁的空载变压器选相合闸研究

随机合闸空载变压器产生的励磁涌流容易引起电力变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大以及电能质量降低等问题。采用选相合闸技术来抑制空载变压器励磁涌流。实现空载变压器选相合闸的关键是有效预估变压器切除后铁芯中的剩磁。在分析选相合闸空载变压器原理的基础上,提出基于数值积分的铁芯剩磁测量方法。采用PSCAD/EMTDC软件对变压器空载合闸进行了仿真,仿真结果验证了选相合闸技术的有效性。搭建空载变压器选相投切试验平台,进行了空载变压器随机合闸、选相合闸试验。试验结果表明:与随机合闸相比,计及剩磁的空载变压器选相合闸能够有效地抑制励磁涌流,同时验证了剩磁测量方法的有效性。最后,针对三相联动断路器提出了相适应的空载变压器选相合闸策略,仿真结果验证了其有效性。     

变压器直流电阻试验后剩磁影响及对策

阐述了大型变压器在直流电阻试验中,会在铁芯中产生剩磁,当发变组进行零起升压或变压器空载合闸时,可能会造成差动保护误动作。结合实例分析了变压器剩磁产生的原因及现象,并提出了可以利用减小直流电阻试验电流值及试验时间、控制电压合闸相位角、差动保护设置二次谐波交叉闭锁三种方法来减少变压器剩磁,避免差动保护误动。