换流变压器铁芯材料特性与直流偏磁研究

发布时间：2017-11-23 22:16

  本文关键词：换流变压器铁芯材料特性与直流偏磁研究

  更多相关文章： 直流偏磁 励磁电流 铁芯损耗 铁芯工作点曲线 国产化

【摘要】：随着我国经济的发展,电力需求日益增加,而我国特有的能源与需求分布的不平衡性,导致了我国电能输送的特点:远距离、大容量。直流输电的优势与这一要求刚好吻合,因此,今后的电力发展中高压直流输电将成为新宠。然而直流输电的快速发展又导致了一系列问题的凸显,其中很重要的一个问题是换流变压器直流偏磁现象的加剧。此外,国内换流变压器制造业对进口硅钢片材料的过分依赖,这一现状不利于我国电力行业的长远发展。针对换流变压器直流偏磁的问题,本文做了以下几点研究工作:首先,对输电变压器中铁芯材料的使用情况进行了系统的研究,了解了铁芯材料发展的基本历程。铁芯材料的使用大体经过了低碳钢、硅钢、非晶合金软磁材料等三个过程。低碳钢属于早期的磁性材料,它的使用已不多见。目前,在输电变压器中使用最多的当属硅钢,其中的取向硅钢属于首选。由于非晶合金软磁材料自身的局限性,无法制造大容量的变压器,因此它的使用范围局限在小容量的变压器中。其次,针对高压直流输电对变压器产生的直流偏磁现象,研究了直流偏磁产生的机理、危害以及现有的解决措施。直流偏磁现象是由太阳磁暴产生的地磁感应电流,或直流输电的不平衡电流造成的。直流偏磁现象表明变压器处于一种非正常工作状态,由于变压器铁芯材料的非线性性,直流偏磁使变压器铁芯进入饱和区,进而产生一系列如励磁电流畸变、铁芯损耗的增加、局部过热等的不良影响。提出的解决方案有,变压器中性点串接电阻、电容或可变电源。在已有的解决方案中,探讨了一种新的从变压器结构出发的措施。再次,对国内大型变压器制造厂家天威保变公司和±800KV的穗东换流站进行了实地学习,从而对换流变压器的制造及使用有了更直观更具体的了解。通过调研,目前国内的直流输电线路中,仅有两台换流变压器的铁芯使用的是国产取向硅钢,即运行在溪洛渡换流站中。以溪洛渡±500KV的换流变压器为原型,利用ANSYS电磁仿真软件建立二维场路耦合模。改变直流电压的大小模拟直流偏磁的变化,得到不同直流偏磁下换流变压器的励磁电流与铁芯损耗。最后,在已有的仿真模型上,改变铁芯材料的参数,主要针对的是武钢27QG110、23QG90及新日铁23ZH90。仿真计算得到相同模型、相同直流偏磁下不同铁芯材料的变压器励磁电流,铁芯损耗及铁芯工作点曲线。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM404

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本文编号：1220020