基于新型换流变压器磁场特性的铁心损耗与绕组振动的研究

发布时间：2020-11-16 01:18

　　 伴随电力产业的蓬勃成长,直流输电项目在电力方面的拓展、资源优化配置方面有着很重大的位置。因直流输电换流站中晶闸管换流器等一系列非线性的电力电子装置地使用,发生了许多的谐波电流经过换流变压器,导致谐波磁通出现在换流变压器的现象增剧,铁心的损耗增加,绕组有关的电磁力幅值升高,从而造成变压器中相关的振动增剧,噪音污染的情形加剧,更大的可能会发生变压器绕组出现严重变形的现象,绝缘相关的功能遭到一些受损,减少变压器的使用时间,给电网系统带来诸多负面影响。本论文要探究的新型换流变压器依托于滤波这项独特的技术方式。该换流变压器是利用滤波技术在其内部增设一套滤波装置器件,连在阀侧端处,就近隔离谐波,减少谐波当中的电流向网侧端处流动,并且有效地降低其铁心谐波磁通,同时能够减低铁心损耗与电磁振动,起到降噪的目的。本论文探究了对新型换流变压器铁心损耗地求解计算与绕组振动中相关的方面地阐述与分析,大致作了以下几个方面的内容:基于ANSYS软件建立绕组2D有限元模型。依托场路耦合的分析方式,做出换流变压器相关的场路耦合的电路处理分析模型,将绕组电流作为有限元处理解析模型的输入激励。通过有限元计算新型换流变压器铁心磁通密度分布,后处理得到铁心各次磁通分量和铁心损耗及其特征次谐波损耗。对比分析可以得出投入滤波调谐装置后,铁心损耗及其特征次的谐波损耗有所减少,可以有效的对变压器铁心的谐波磁通起到抑制效果。依据振动解析方法,创立绕组铁心3D有限元处理解析的模型。依据拉格朗日方法,将新型换流变压器中的绕组电磁力大小做出求解,对照未投入滤波装置与投入滤波装置两个情形下电磁力的幅值状况。采取瞬态动力学解析方式,把电磁力幅值依次加载到各个有关的绕组,求解出每个绕组在不一样的两个情形下的振动移动大小的现象。通过对比解析求解,可以得到新型换流变压器采取滤波技术后能够有效地抑制铁心的谐波磁通,降低铁心损耗及其特征次谐波损耗;有助于抑制其绕组的电磁振动的特点,揭示其滤波技术对直流输电的工程这项领域有着较好的应用远景。
【学位单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM40
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 直流输电的概述
        1.2.1 直流输电系统结构
        1.2.2 直流输电的优缺点
    1.3 感应滤波技术的发展历程
        1.3.1 谐波屏蔽单相牵引变压器
        1.3.2 多功能阻抗匹配平衡牵引变压器
        1.3.3 三相多脉动整流和换流变压器
        1.3.4 新型换流变压器铁心损耗问题国内外研究动态
    1.4 换流变压器振动问题国内外研究动态
    1.5 本文研究目的及其意义
    1.6 本文的研究内容
第2章 新型换流变压器滤波原理
    2.1 换流变压器的特殊性问题
        2.1.1 换流变压器绕组谐波含量高
        2.1.2 换流变压器绝缘问题
    2.2 新型换流变压器的滤波原理
        2.2.1 新型换流变压器的基本结构及其接线方案
        2.2.2 新型换流变压器的12 脉动换相电压
    2.3 新型换流变压器铁心谐波磁通的抑制机理
    2.4 本章小结
第3章 新型换流变压器铁心损耗计算
    3.1 新型换流变压器的仿真模型
    3.2 新型换流变压器的绕组电流计算
        3.2.1 未投入滤波装置的绕组电流分析
        3.2.2 投入滤波装置的绕组电流计算
        3.2.3 绕组电流计算波形与实测波形的对比
    3.3 新型换流变压器的场路耦合模型
        3.3.1 新型换流变压器的绕组布置
        3.3.2 场路耦合模型
    3.4 铁心损耗仿真计算分析
        3.4.1 铁心磁场特性
        3.4.2 铁心损耗分析
    3.5 本章小结
第4章 新型换流变压器绕组振动的研究
    4.1 绕组电磁力分析
    4.2 新型换流变压器绕组振动分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 后续工作的展望
参考文献
致谢
个人简历、在校期间发表的学术论文和研究成果

【参考文献】

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本文编号：2885446