[發明專利]一種基于脈寬變化的低頻雙極性方波源的鐵芯退磁方法

在審

• 申請號: 201510901510.0
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105428000A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 劉鑫;梁仕斌;王俊凱;劉濤;彭慶軍;王磊;田慶生;姚陳果
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司;云南電網有限責任公司電力科學研究院;重慶大學;云南電力技術有限責任公司
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于鐵磁元件鐵芯退磁方法技術領域，具體涉及變壓器、互感器、電抗器的退磁方法。

背景技術

具有封閉鐵磁材料鐵芯結構的器件，不斷投入運行再切出運行的過程中，由于鐵磁材料的磁滯特性，器件切出運行時，將在鐵芯中留有剩磁。電力變壓器進行電壓比、直流電阻測量和空載試驗等操作后會在其鐵芯中殘留剩磁。當變壓器投人運行時鐵芯剩磁使變壓器鐵芯半周飽和,在勵磁電流中產生大量諧波，導致勵磁電流幅值可達正常穩態運行電流的幾倍或者幾十倍。這不僅增加了變壓器的無功消耗,而且可能引起繼電保護裝置誤動作,造成一定的經濟損失。

剩磁使測量用電流互感器比值差向負方向變化，相位差向正方變化，從而導致測量結果偏小、電能計量偏小，剩磁越大，影響越大；剩磁使保護用電流互感器在短路故障后的2～3個周波內嚴重飽和，不能在故障發生后的2～3內動作，從而造成繼電保護裝置誤動、拒動。GB16847—1997《保護用電流互感器暫態特性技術要求》規定，TPY級電流互感器剩磁系數應＜10％。因此對鐵磁元件退磁是工程必要的，研究鐵磁元件退磁方法具有十分重要的意義

JJG313-2010——《測量用電流互感器檢定規程》，出廠標牌未特殊規定的互感器采用開路退磁法或者閉路退磁法。開路退磁法是在一次(或二次)繞組中選擇匝數較少的一個繞組通以10％～15％的額定一次(或二次)電流，在其他繞組均開路的情況下，平穩、緩慢地將電流將至零。閉路退磁法是在二次繞組上接上一個相當于額定負載10～20倍的電阻(考慮足夠容量)，對一次繞組施加工頻正弦波電流，由零增至1.2倍的額定電流，然后均勻緩慢地將至零。

規程中規定的退磁方法需要施加工頻電壓退磁，但是由于現在電力系統發展迅速，設備容量越來越大，如果對一臺大型電力變壓器或者互感器退磁需要電壓、電流高，容量大的實驗電源，往往要用到重達數噸重的升壓器，試驗極為不方便，而且成本高。因此，尋找一種新的能簡化試驗過程，減輕試驗設備重量和體積的鐵芯退磁方法很有必要。

發明內容

針對上述現有的鐵磁元件工頻退磁法的不足，正是由于現有工頻正弦波退磁法的這些問題，因而本發明提出了一種采用脈寬變化的低頻雙極性方波源來代替工頻正弦波源來對鐵磁元件退磁的方法。該方法只需要采用一個功率足夠的直流電源和相應控制電路，再加一些試驗導線即可完成鐵磁元件退磁。可以將其大大降低試驗電源容量、減小試驗設備的體積和重量。具有測量時間短、成本低、退磁完全、操作簡單的特點，整個退磁過程可以通過程序控制自動完成，可以很好的用于變壓器和互感器的退磁。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于脈寬變化的低頻雙極性方波源的鐵芯退磁方法，本發明特征在于,包括如下步驟：

步驟一：采用電力電子開關控制施加在鐵芯繞組兩端的電壓極性，先施加一個負的電壓(-V)使鐵芯達到負飽和點；

步驟二：微處理器通過預先編好的程序控制電力電子開關導通，在繞組兩端施加幅值不變(V)、脈寬逐漸變窄(頻率變高)的低頻雙極性方波；

步驟三：通過微處理器程序設定來控制脈寬脈寬變化的規律，使最后一個脈沖的電壓時在間上的積分足夠小，使剩磁足夠小，達到鐵磁元件的的退磁目的；

步驟四：當脈寬達到程序設定的最小值后，控制開關關斷，鐵磁元件退磁完成。

本發明所述的步驟二施加的雙極性方波具有頻率低、脈寬逐漸變窄(頻率逐漸升高)的特點，這樣才得以使電壓在時間上的積分逐漸變小，使得鐵芯中的磁通逐漸變小。

其中本發明所述的步驟三脈寬變化規律是逐漸減小，不受變化規律限制，可以是線性、指數、正余弦等，為了控制簡單、退磁速度快，通常是線性減小或者指數衰減。減小的步長應當適宜，兼顧退磁所花時間和退磁效果；本發明所述的步驟四的脈寬最小值根據對剩磁要求的不同等級來設置。

本發明和現有的技術相比較，本發明具備如下優點:

1.試驗操作簡單，只需要將繞組端子與電源輸出連上即可，退磁過程程序自動完成，退磁時間短。

2.采用脈寬變化的低頻雙極性方波退磁，需要的退磁電源只需要一個功率相對小的直流電源和一些控制電路，便于攜帶。

附圖說明

為了使本發明的消除剩磁和測量剩磁的方法、原理更為清楚，下面將結合附圖對本發明進一步的詳細描述，其中：

圖1為退磁方法原理圖；

圖2為優選實施例原理圖；

圖3退磁過程磁通隨時間變化示意圖；

圖4為施加的電源波形圖。

具體實施方式