直流偏磁下Steinmetz损耗模型研究

发布时间：2020-06-20 18:56

【摘要】：当变压器在直流偏磁下运行时,会导致变压器的铁心在磁通密度饱和区域进行工作,增大铁心损耗,加剧铁心的振动和噪声,甚至破坏变压器的稳定运行。多年来,国内学者一直关注如何有效地抑制变压器的直流偏磁现象,而从直流偏磁下变压器铁心磁性能改变的角度分析直流偏磁的影响还是近些年的事情。因此直流偏磁下铁心损耗的准确计算对提高变压器的运行效率尤为重要。本文采用实验室爱泼斯坦方圈法来测量取向电工钢片的磁特性,在此基础上,分析直流偏磁对取向电工钢片的磁滞特性和损耗特性的影响。并以传统的Steinmetz损耗公式为基础,提出考虑直流偏磁的改进型Steinmetz损耗公式。最后将上述的研究成果应用于实际电力变压器的磁性能仿真计算中,计算出直流偏磁下变压器的铁心损耗。主要研究内容如下:首先,基于实验室爱泼斯坦方圈实验,测量了取向电工钢片有、无直流偏磁激励的磁特性,分析直流偏磁对铁心损耗的影响。基于大量的实验数据,采用数学算法求取了直流偏磁磁感应强度B_(dc)。分析了直流偏磁磁感应强度B_(dc)与直流偏磁磁场强度H_(dc)和交流磁感应强度B_(ac)的关系。然后,在测量数据的基础上,对传统的Steinmetz损耗公式进行分析研究,提出引入直流偏磁磁感应强度B_(dc)的方法修正Steinmetz损耗模型,同时,为了提高模型计算的精度,引入一个考虑直流偏磁的变系数。运用表面响应模型对这个引入的变系数进行了拟合。并将改进的直流偏磁下Steinmetz损耗公式计算值与实验测量值进行比较,验证了该模型的有效性。最后,将改进的直流偏磁下Steinmetz损耗模型应用于电力变压器铁心损耗仿真计算中,利用商用软件MagNet对变压器进行仿真建模,分析了直流偏磁下铁心磁通密度的变化,并将改进的模型计算值、有限元软件仿真值进行了分析比较,为电力变压器直流偏磁性能的研究提供了参考。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM41;TM275
【图文】：

图 1.1 铁心损耗测量电路Fig. 1.1 Core loss measurement circuit福州大学学者[31]同样是在爱泼斯坦方圈原有的基础上通过增加一个直流偏磁现对直流偏磁激励的测量，如图 1.2 所示。该测量方法是通过一个电感 L1（流电源相连。电感 L1的作用是抑制直流绕组上的交流电流，直流电流的大小电阻 R1来控制。图 1.2 直流偏磁实验电路

图 1.1 铁心损耗测量电路Fig. 1.1 Core loss measurement circuit福州大学学者[31]同样是在爱泼斯坦方圈原有的基础上通过增加一个直流偏磁现对直流偏磁激励的测量，如图 1.2 所示。该测量方法是通过一个电感 L1（流电源相连。电感 L1的作用是抑制直流绕组上的交流电流，直流电流的大小电阻 R1来控制。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐贵德;王忠敏;聂向富;;面内磁场作用下Ⅱ类哑铃畴的软化与静态偏磁场的关系[J];河北师范大学学报;1989年01期

2 马云龙;闫振华;;多直流外送电网直流偏磁影响及治理研究[J];智慧电力;2018年11期

3 冯骏;;复杂运行工况下变压器直流偏磁的抑制[J];电气应用;2018年06期

4 师泯夏;吴邦;靳宇晖;邱爱慈;李军浩;;直流偏磁对变压器影响研究综述[J];高压电器;2018年07期

5 张英;饶章权;;基于GPRS的变压器直流偏磁电流在线监测系统研究[J];广东电力;2010年08期

6 吴华波;;太阳能并网逆变电源变压器直流偏磁的抑制[J];电力电子技术;2009年07期

7 马为民;换流变压器中直流偏磁电流的计算[J];高电压技术;2004年11期

8 陶旭峰;黄林柯;徐志奇;焦国杰;李毅平;;隔直装置在直流偏磁治理中的应用研究[J];电气传动;2019年07期

9 于永军;胡鹏;吴伟丽;丁国成;穆峰磊;刘勇;;变压器直流偏磁特性分析与控制方法研究[J];数学的实践与认识;2018年23期

10 杨文胜;马鹏;王亮;;基于极值估测的哈密电网直流偏磁风险评估方法研究[J];工程建设与设计;2018年06期

相关会议论文 前10条

1 谭武光;;变压器直流偏磁和直流偏磁变电站安全运行[A];2012年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2012年

2 唐昕;丁一岷;;交直流混供区域的变压器直流偏磁现象研究[A];浙江省电力学会2013年度优秀论文集[C];2013年

3 谭武光;;变压器直流偏磁和直流偏磁变电站安全运行[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年

4 李洋;刘连光;杜如钧;谢浩铠;;基于阻容混合的接地极直流偏磁电流治理研究[A];2017年“电子技术应用”智能电网会议论文集[C];2017年

5 马志强;;变压器直流偏磁的原理性仿真[A];广东省电机工程学会2003-2004年度优秀论文集[C];2005年

6 程灵;马光;孟利;杨富尧;陈新;韩钰;董瀚;;27QH085取向硅钢的谐波及直流偏磁特性研究[A];第十四届中国电工钢学术年会论文集[C];2017年

7 刘连光;闫旭东;马成廉;魏恺;张燕秉;;换流变编组和受端电网结构对换流变直流偏磁的影响[A];2015中国电磁兼容大会论文集[C];2015年

8 马琳;李广林;孙茂林;王现辉;司良英;龚坚;;硅钢材料对直流偏磁下变压器励磁电流的仿真分析[A];2016国产高性能电工钢生产技术与应用研讨会论文集[C];2016年

9 王晓伟;李岩;;直流偏磁对非晶合金变压器磁场和振动噪声影响分析[A];第十三届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2016年

10 张泽明;白保东;王忠君;柴文萍;;变压器直流偏磁的形成及一种新型抑制措施的研究[A];第十二届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2015年

相关重要报纸文章 前1条

1 苏磊;直流偏磁抑制装置IEC标准获准发布[N];国家电网报;2017年

相关博士学位论文 前10条

1 蒯狄正;电网设备直流偏磁影响检测分析与抑制[D];南京理工大学;2005年

2 姚缨英;大型电力变压器直流偏磁现象的研究[D];沈阳工业大学;2000年

3 谭瑞娟;单相特高压自耦变压器直流偏磁电磁特性研究[D];华北电力大学(北京);2017年

4 李长云;半岛地质环境下直流偏磁效应计算与评估研究[D];山东大学;2011年

5 王帅兵;时间周期有限元法及UPFC中串联变压器不对称直流偏磁特性[D];华北电力大学(北京);2017年

6 刘硕;磁场数值计算中材料模型问题的研究[D];河北工业大学;2000年

7 陈志伟;基于纳米材料磁状态可调整的多功能电力变压器研究[D];沈阳工业大学;2017年

8 王佳音;硅钢片磁致伸缩及直流偏磁下变压器振动噪声问题研究[D];沈阳工业大学;2015年

9 赵志刚;电力变压器直流偏磁问题的工程模拟[D];河北工业大学;2010年

10 董霞;变压器直流偏磁研究[D];山东大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 马硕;基于振动特性的变压器直流偏磁检测及抑制措施研究[D];沈阳工业大学;2019年

2 康丽;直流偏磁下Steinmetz损耗模型研究[D];沈阳工业大学;2019年

3 胡松;计及直流偏磁影响的变压器差动保护研究[D];湖南大学;2018年

4 代蒙;直流偏磁下电力变压器振动噪声研究[D];哈尔滨理工大学;2018年

5 欧镜锋;某±500kV换流站直流偏磁问题及抑制措施研究[D];华北电力大学;2018年

6 王刚;基于谐波平衡分解算法的直流偏磁问题分析[D];华北电力大学;2018年

7 王欢;特高压变压器轴对称模型直流偏磁分析及应用[D];华北电力大学(北京);2018年

8 林俊岑;变压器直流偏磁综合治理优化方法研究[D];华北电力大学(北京);2018年

9 杨箫箫;基于无功补偿低压绕组的特高压变压器负载直流偏磁计算[D];华北电力大学(北京);2018年

10 周杰;电网变压器中性点直流偏磁分析与抑制研究[D];湖北工业大学;2018年

本文编号：2722830