非正弦激励下铁磁元件空载特性低频测量方法研究

发布时间：2023-10-13 21:25

　　随着我国电力系统的快速发展,发电机单机容量逐步增加,输电网的电压等级和输送容量也相应提高。作为电力系统中主要设备的变压器、互感器、电抗器等铁磁元件的容量也越来越大,其性能的好坏直接影响着电力系统的安全、经济运行。而空载特性(包括铁心损耗和励磁特性)测量是检测这些设备绕组和铁心故障的有效方法之一。但是随着铁磁元件的电压和容量的增加,使得常规工频法测量空载特性所需要的设备的电压和容量较大,试验操作复杂。而现有空载特性低频测量方法存在折算精度不高,所需的变频正弦波电源造价高等缺点,不适合工程应用的推广。为了降低试验设备体积和容量,同时降低试验成本使低频法具有更广的应用范围,提出了非正弦激励下的铁磁元件空载特性低频测量方法。本文首先推导得出非正弦激励(方波和三角波)下改进的铁心损耗分离方法,通过非正弦激励下多个频率的铁心损耗数据并结合最小二乘法原理求出折算至同频率以及工频正弦波的铁心损耗。再利用低频非正弦激励下的励磁特性曲线和磁滞回线,结合样条插值、多项式拟合等数值计算方法对磁化电流和涡流损耗电流进行补偿,从而得到折算至工频正弦波下的励磁特性曲线。利用可编程的变频电源在单相变压器、升压器、升流...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 铁磁元件铁心损耗研究现状
        1.2.2 铁磁元件励磁特性研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
2 非正弦激励下铁心损耗低频测量方法
    2.1 引言
    2.2 铁磁元件铁心损耗的组成与计算
    2.3 不同波形激励下铁心损耗折算关系
        2.3.1 磁滞损耗折算关系
        2.3.2 励磁电压折算关系
        2.3.3 涡流损耗折算关系
        2.3.4 剩余损耗折算关系
        2.3.5 非正弦激励下改进的铁耗分离法
    2.4 铁心损耗低频测量方法
        2.4.1 铁磁元件空载电路模型
        2.4.2 低频法原理
        2.4.3 折算算法
    2.5 试验验证
        2.5.1 试验装置
        2.5.2 试验方法与过程
        2.5.3 方波试验结果
        2.5.4 三角波试验结果
        2.5.5 试验结论
    2.6 本章小结
3 基于三次样条插值的励磁特性曲线折算方法
    3.1 引言
    3.2 低频方波(或三角波)到同频率正弦波的折算
    3.3 低频正弦波到工频正弦波的折算
    3.4 试验验证
        3.4.1 试验装置
        3.4.2 试验方法与过程
        3.4.3 单相变压器试验
        3.4.4 升压器试验
        3.4.5 试验结论
    3.5 本章小结
4 基于磁滞回线拟合的励磁特性曲线折算方法
    4.1 引言
    4.2 磁滞回线基本原理
    4.3 考虑磁滞的铁磁元件空载电路
    4.4 折算算法
    4.5 试验验证
        4.5.1 试验装置
        4.5.2 试验方法与过程
        4.5.3 单相变压器试验
        4.5.4 升流互感器试验
        4.5.5 电磁式电流互感器试验
        4.5.6 试验结论
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 对后续工作的展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读硕士学位期间获得的科技成果
    C.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目



本文编号：3853800