直流偏磁下高阻抗变压器的振动与噪声研究

发布时间：2018-03-18 12:47

本文选题：直流偏磁　切入点：高阻抗变压器　出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：变压器作为电网建设所必需的电气设备,其运行的安全可靠性成为工程制造者关注的热点问题之一。随着电力系统容量的日益增长,短路电流越来越大。为降低短路电流过大对变压器及其他电力设备造成的损害,具有超强抗短路能力的高阻抗变压器得到了广泛的应用。同时,随着非晶磁性材料技术的飞速发展,使具备低损耗优点的非晶合金变压器成为我国重点推广的变压器产品。然而在变压器运行中经常出现振动异常、噪声刺耳等现象,据研究,直流偏磁是引起这一现象发生的重要原因之一。这就为直流偏磁下以非晶合金为铁心的高阻抗变压器的研究带来新的研究方向。因此,本文针对高阻抗变压器在直流偏磁下的振动及噪声问题展开重点分析和深入研究,主要研究工作如下:(1)基于一台220kV三相三绕组有载调压油浸式变压器产品,提出了三种提高中低压短路阻抗的设计方案,实现了三种不同绕组结构的高阻抗变压器设计。通过解析法与有限元法两种方法计算短路阻抗,验证了本文提出方案的正确性。对不同设计方案引起的油箱及夹件的涡流损耗及损耗密度分布进行计算,研究在实现变压器高阻抗过程中对结构件损耗产生的影响,为今后高阻抗变压器的设计提供了依据。(2)从直流偏磁机理和振动噪声基本原理着手,系统分析了影响变压器振动及噪声的各种因素,总结出磁致伸缩是影响变压器铁心振动的重要原因,并对三种典型结构的三相变压器抵抗直流偏磁的能力进行分析。基于多物理场耦合软件COMSOL提出了将电磁场、结构力场和声场进行耦合计算完成直流偏磁下高阻抗变压器振动和噪声问题的研究,详细分析了直流偏磁前后铁心磁密、空载励磁电流及谐波的变化,并采用解析法计算铁心磁密,得出有限元法计算铁心磁密值误差小于解析法计算值。在此基础上分析了偏磁电流对高阻抗变压器铁心振动和噪声的影响规律,得到了一般性结论。同时根据模态分析理论对变压器铁心进行模态分析,判断出可能引起铁心共振的共振频率,为今后研究直流偏磁对变压器振动噪声的影响等问题奠定了基础。(3)采用振动加速度传感器对一台三相五柱非晶变压器在高压侧空载时的器身及铁心振动情况进行测量,通过对测量数据的处理及分析,得到其振动的规律性结论。同时根据实验结果与仿真结果对比分析,验证了本文采用多物理场耦合方法计算直流偏磁下高阻抗变压器振动噪声的正确性,为今后变压器振动噪声的实验研究奠定基础。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM41

【参考文献】