单相四柱式变压器直流偏磁下的温升试验及仿真分析

基于定制的单相四柱式变压器试验模型,进行直流偏磁下的温升试验,得到结构件表面不同位置的温度随直流偏磁电流增大的变化规律.建立损耗计算模型,计算直流偏磁下各结构的损耗.建立温度场计算模型,给定结构件表面导热系数表达式;有限元软件考虑变压器油的材料参数随温度的变化,将导热系数作为未知变量之一进行求解;计算得到直流偏磁下的结构件的温度分布.试验模型的损耗、温度仿真结果与试验测量结果的误差较小,验证了计算模型和计算方法的正确性.     

变压器地磁感应电流-无功功率动态关系分析

利用两段线性直线表示变压器铁心i-?曲线,推导得到了地磁感应电流(GIC)与变压器无功功率之间的静态数学关系.在此基础上,考虑GIC准直流特性以及变压器三角形联结绕组对零序磁通的影响,搭建了磁暴期间变压器铁心准直流零序等效电路模型,用于计算实际作用于变压器铁心的直流大小和无功损耗.运用经过插值处理的实测GIC秒数据,对一台1000kV交流变压器和一台800kV换流变压器进行了仿真计算.结果表明当考虑GIC准直流特性时,三角形联结绕组的存在会影响变压器无功损耗且这种影响在GIC流向发生转变所对应的波形过零点阶段尤为显著,相同GIC下换流变压器受到的影响更大.通过灵敏度分析,找到了决定变压器无功损耗受GIC准直流特性影响大小的主要参数.     

特高压换流变压器拉板损耗的频率特性分析

以三维准静态电磁场方程为基础,结合换流变压器拉板表面磁场强度分布的特点,推导得到拉板损耗的近似数学表达式.通过对该公式进行分析,得到了不同电流频率下,拉板开全槽和不开槽时各自损耗的变化规律及彼此之间损耗频率指数的差别.为了验证理论分析的正确性并进一步确定实际拉板损耗计算的频率指数数值,针对一台800kV单相四柱式特高压换流变压器的拉板损耗进行了八分之一有限元仿真计算.结果 表明,不论拉板开槽与否,其损耗的频率指数都随着电流频率数值的增大而减小.但拉板开槽在大幅减小基波损耗的同时也增加了高次谐波损耗,因此其损耗频率指数将远大于不开槽时的数值,实际换流变压器负载损耗计算中损耗频率指数可取1.5.拉板不开槽时取值为0.6,该值与理论推导给出的数值0.5基本吻合.     

换流变压器直流偏磁对油箱涡流损耗的影响

换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗会大幅增加，导致变压器温度升高，威胁其安全稳定运行，因此快速评估直流偏磁下油箱涡流损耗的大小就显得十分必要。该文首先分析了换流变压器在额定和空载直流偏磁状态下油箱表面漏磁场的分布特点。再结合实际换流变压器非线性负载电流和励磁电流波形，得到了不同换流器触发角和直流电流下油箱涡流损耗的变化规律。并在IEC/IEEE 60076-57-129标准的基础上，给出了换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗的计算公式。针对一台800 kV单相四柱式换流变压器，利用场路耦合法进行油箱涡流损耗有限元计算。通过对损耗仿真数值以及油箱表面磁通密度和涡流损耗分布的分析，验证了理论分析的正确性，并获得了不同工况下，计算公式中的损耗占比值。利用不同属性的线性负载替代换流器触发角的变化，对两台单相四柱式380 V交流变压器进行了直流偏磁实验，进一步验证了理论分析的正确性。