[發(fā)明專利]變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線的獲得方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210109867.1
• 申請(qǐng)日: 2012-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN102608552A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志剛;劉福貴;李永建;劉蘭榮;張俊杰;程志光;汪友華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/12
• 分類號(hào): G01R33/12
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及材料磁變量的測(cè)量，具體地說是變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線的獲得方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)特高壓直流輸電技術(shù)的不斷發(fā)展，變壓器直流偏磁問題日益突出，并已經(jīng)成為工程實(shí)際中亟待解決的課題。研究直流偏磁對(duì)交流變壓器的影響對(duì)于變壓器制造廠家、電力系統(tǒng)管理和建設(shè)部門都是十分必要，這已引起國(guó)內(nèi)外變壓器設(shè)計(jì)和科研人員的重視。

變壓器直流偏磁現(xiàn)象是指由于某種原因?qū)е伦儔浩麒F心中出現(xiàn)了直流磁通，使得變壓器鐵心呈現(xiàn)正負(fù)半周不對(duì)稱飽和以及由此引起的一系列電磁效應(yīng)。變壓器在直流偏磁工作條件下，直流磁通和交流磁通相疊加形成偏磁時(shí)鐵心的總磁通，在與直流偏磁方向一致的半個(gè)周期，鐵心飽和程度大大增加，鐵心損耗增大，同時(shí)導(dǎo)致鐵心漏磁通增加，引起金屬結(jié)構(gòu)件的局部過熱，嚴(yán)重時(shí)可引起變壓器的損壞。

為了避免直流偏磁引起的變壓器損耗增大并引發(fā)局部過熱，必須對(duì)變壓器鐵心材料在其實(shí)際工作狀態(tài)下的電磁性能進(jìn)行測(cè)量，以便對(duì)變壓器鐵心結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。而實(shí)現(xiàn)這一目的前提是要準(zhǔn)確測(cè)量變壓器鐵心材料的磁特性數(shù)據(jù)，其中鐵磁材料的直流偏磁比總損耗曲線是用電磁場(chǎng)計(jì)算軟件進(jìn)行三維電磁場(chǎng)分析和計(jì)算材料損耗時(shí)必不可少的磁特性數(shù)據(jù)，為此首先是要獲得在完全符合電力變壓器發(fā)生直流偏磁的實(shí)際情況下的更加接近真實(shí)值的變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線。

近年來，在對(duì)電力變壓器進(jìn)行三維有限元分析時(shí)，不論是磁性材料中的電磁場(chǎng)分布還是損耗分布，其結(jié)果的準(zhǔn)確度和有效性歸根結(jié)底還是取決于該材料在其實(shí)際工作狀態(tài)下的電磁性能。而電工材料供應(yīng)商提供的變壓器鐵心材料的電磁性能數(shù)據(jù)通常是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下測(cè)量得出的。對(duì)于用作變壓器鐵心材料的取向硅鋼片的直流偏磁比總損耗曲線的獲得，現(xiàn)有技術(shù)一般是采用傳統(tǒng)的愛潑斯坦方圈測(cè)量的方法，其中單片測(cè)量?jī)x的測(cè)量條件包括供電電源、環(huán)境溫度和試件取樣的嚴(yán)格規(guī)定，但是在這種標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，顯然不能應(yīng)用于變壓器鐵心材料取向硅鋼片的直流偏磁問題的求解。因?yàn)橹绷髌艞l件下，硅鋼片材料的磁化過程是交流激勵(lì)電流和直流激勵(lì)電流的共同作用過程，而上述方法中所采用的激勵(lì)電流都是標(biāo)準(zhǔn)的正弦交流激勵(lì)，沒有考慮直流激勵(lì)的影響。另外，日本學(xué)者高橋則雄等在岡山大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室利用開放式單片測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁材料在直流偏磁工作條件下的材料屬性進(jìn)行測(cè)量。利用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)在不同偏置磁場(chǎng)作用下硅鋼片中鐵磁材料的損耗進(jìn)行了測(cè)量，得到了該材料在直流偏磁條件下的比總損耗曲線。該方法的缺點(diǎn)是：該系統(tǒng)激勵(lì)的施加方式采用的是交流激勵(lì)和直流激勵(lì)并聯(lián)加載的方式，與在線運(yùn)行實(shí)際中的電力變壓器發(fā)生直流偏磁問題時(shí)的串聯(lián)激勵(lì)方式不一致，所得到的變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線遠(yuǎn)偏離真實(shí)值，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。如果即便該系統(tǒng)采用和實(shí)際工況相符的串聯(lián)激勵(lì)方式，那么由于該系統(tǒng)可測(cè)量的材料與實(shí)際變壓器中使用的材料有很大區(qū)別，其工作磁通密度太低，也不足以說明電力變壓器直流偏磁條件下的實(shí)際情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線的獲得方法，針對(duì)電力變壓器常用的晶粒取向硅鋼片，采用和實(shí)際變壓器發(fā)生直流偏磁時(shí)相同的交直流串聯(lián)激勵(lì)的方式，模擬直流偏磁工作條件下疊積型鐵心材料中的損耗分布，測(cè)量并獲得變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線。這樣的模擬測(cè)量方法，完全符合電力變壓器發(fā)生直流偏磁的實(shí)際情況，獲得的變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線接近真實(shí)值。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線的獲得方法，步驟如下：

A.制作變壓器鐵心材料的直流偏磁比總損耗曲線的獲得方法的所用裝置