技術(shù)中心當(dāng)前位置:主頁(yè) > 技術(shù)中心 > 正文

變壓器鐵芯剩磁的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)和估算

作者:威博特鐵芯   發(fā)布時(shí)間:2019-03-30 15:06:02 瀏覽次數(shù):
分享到:

1、變壓器鐵芯剩磁的估算
①變壓器鐵芯剩磁初值估計(jì)
    在變壓器鐵芯出現(xiàn)飽和的時(shí)刻,變壓器磁通可稱為變壓器飽和磁通,并可表示為

對(duì)于一個(gè)鐵芯材料和結(jié)構(gòu)確定的變壓器,當(dāng)鐵芯未飽和時(shí),可將R和L認(rèn)為常數(shù);當(dāng)鐵芯出現(xiàn)飽和時(shí),可將飽和磁通近似認(rèn)為作為一個(gè)定值。在變壓器的R和L、飽和磁通、變壓器空載合閘角α、鐵芯飽和時(shí)刻都已確定的基礎(chǔ)上,依據(jù)式(7)變壓器鐵芯的剩磁初值可估計(jì)為

    電壓幅值Um可由一次側(cè)電壓計(jì)算獲得;空載合閘角α可在變壓器空載合閘時(shí)控制確定或通過檢測(cè)空載合閘時(shí)的電壓獲得。

②R和L的確定
    變壓器一次側(cè)回路的電阻和電感參數(shù)可在出廠前測(cè)試給出。若出廠時(shí)未給出一次側(cè)回路的電阻和電感參數(shù),文獻(xiàn)[9]給出了一種利用變壓器空載合閘后的一次側(cè)電壓電流數(shù)據(jù)計(jì)算一次側(cè)回路電阻和電感參數(shù)的方法。參考文獻(xiàn)[9]提出的方法,將空載合閘后的一次側(cè)電壓電流視為幅值和相位隨時(shí)間變化的正弦瞬變信號(hào),并表示為
    式中為正弦瞬變信號(hào)表達(dá)式的時(shí)變系數(shù),文獻(xiàn)[10]給出了這種信號(hào)系數(shù)詳細(xì)介紹和正弦逼近求取方法。由此,一句式(11)就可在線實(shí)時(shí)計(jì)算一次側(cè)回路的電阻和電感參數(shù)。

③鐵芯飽和時(shí)刻的確定
    當(dāng)變壓器鐵芯未飽和時(shí),變壓器的勵(lì)磁電感可考慮為常數(shù),即變壓器一次側(cè)回路的電感L為常數(shù);當(dāng)變壓器鐵芯出現(xiàn)飽和后,變壓器的勵(lì)磁電感是勵(lì)磁電流的函數(shù),隨勵(lì)磁電流的增大而減小。依據(jù)文獻(xiàn)[9]給出的方法,利用變壓器空載合閘后的一次側(cè)電壓電流數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)計(jì)算一次側(cè)回路的電感L,只要電感L出現(xiàn)明顯的減少,則此時(shí)刻就是變壓器鐵芯飽和時(shí)刻。

④飽和磁通的估計(jì)
    對(duì)于一個(gè)鐵芯材料和結(jié)構(gòu)確定的變壓器,鐵芯的飽和磁通可認(rèn)為是一個(gè)定值,其飽和磁通值可由制造方給出。若制造方未給出飽和磁通值,可采用如下方法對(duì)變壓器飽和磁通進(jìn)行估算。

    就一個(gè)剩磁幾乎為零的變壓器進(jìn)行空載合閘,若變壓器鐵芯出現(xiàn)飽和,將鐵芯飽和時(shí)刻ts、R和L、控制合閘角α及電壓幅值Um代入(6)式,可求出該變壓器鐵芯的飽和磁通為

2、鐵芯剩磁估計(jì)的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)
①剩磁的計(jì)算

    實(shí)驗(yàn)變壓器為一臺(tái)單相DMB-15型模擬變壓器。銘牌參數(shù)為:額定容量15kVA,高壓側(cè)電壓1040V,低壓側(cè)額定電壓380V,空載電流為1.5%,繞組匝數(shù)386,空載損耗為1.2%,短路阻抗10%~18%,服裝損耗為0.45%。
    合閘時(shí)電流波形的1個(gè)實(shí)驗(yàn)錄波如圖1所示。

變壓器合閘時(shí)電流波形
根據(jù)文獻(xiàn)[11],變壓器繞組電阻為
式中:RT為變壓器高低壓繞組的總電阻,詞電阻大于一次繞組電阻值R;Pk為變壓器的負(fù)載損耗。
    由于電流有效值小,故合閘時(shí)變壓器一次繞組電阻的分壓作用可以忽略,并結(jié)合本變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可取一次繞組值R≈1.3Ω。
    通過文獻(xiàn)[9]給出方法,得到鐵芯磁路飽和前繞組的電感L=1.130845H;鐵芯磁路飽和時(shí)間ts=0.00554s。
    由于該實(shí)驗(yàn)用變壓器的鐵芯是由0.28~0.35mm冷軋去向電工硅鋼片制作成的。其鐵芯飽和磁通按中間值進(jìn)行計(jì)算
    所以有
代入以上已知參數(shù),計(jì)算得本次合閘前鐵芯內(nèi)的剩磁

②剩磁-分閘角模型

    表1列出了60組鐵芯磁路達(dá)到飽和的實(shí)驗(yàn)波形數(shù)據(jù),經(jīng)過分析計(jì)算后得出在不同分閘角時(shí)的鐵芯剩磁。本次動(dòng)模實(shí)驗(yàn)總共錄制了上百組波形數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中有少部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的鐵芯磁路沒有飽和,本文提出的剩磁估算方法可知,根據(jù)這部分?jǐn)?shù)據(jù)不能計(jì)算合閘前鐵芯的初始剩磁。

   鐵芯磁路達(dá)到飽和的實(shí)驗(yàn)波形數(shù)據(jù)
    剩磁與分子電壓相角關(guān)系曲線見圖2。


③分閘前電流幅值對(duì)剩磁的影響
    根據(jù)文獻(xiàn)[12]可知,在同一分閘角時(shí)若電流大小不同、斷電瞬間變壓器鐵芯所在的磁滯回線不同,同一分閘角斷電時(shí)鐵芯內(nèi)的剩磁是不一樣的。實(shí)驗(yàn)時(shí)還分別對(duì)5個(gè)電流峰值下的多次實(shí)驗(yàn)錄波,并選擇分閘電壓相角為40°、70°和150°附近的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到分閘點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鐵芯剩磁,計(jì)算結(jié)果見表2.電流幅值與鐵芯剩磁的關(guān)系如圖3。

    電流幅值與鐵芯剩磁的關(guān)系
    可見,在童顏的分閘角時(shí),若變壓器切除電力系統(tǒng)前繞組電流越大,鐵芯內(nèi)的剩磁越大。

④關(guān)于三相變壓器剩磁估量的討論

    雖然三相變壓器有多種形式的鐵芯結(jié)構(gòu),但本文提出的剩磁估量方法可用于三相變壓器中的每相剩磁估量。由于三相變壓器分閘前的三相電壓(或三相電流)之間的相角確定(互差120°),可依據(jù)三相變壓器中每相的剩磁估量和分閘前的三相電壓(或三相電流)相角,獲得三相變壓器分閘角與鐵芯剩磁的關(guān)系。

3、結(jié)論
    本文提出了一種變壓器鐵芯剩磁估計(jì)的方法。依據(jù)變壓器空載合閘后在變壓器原變檢測(cè)到的電壓電流數(shù)據(jù)和空載合閘角,尋找變壓器的鐵芯飽和時(shí)刻,該方法可以估計(jì)變壓器分閘后鐵芯中的剩磁。通過實(shí)驗(yàn)室物理模型,就變壓器空載合閘進(jìn)行了大量的試驗(yàn),對(duì)變壓器鐵芯剩磁給予了估計(jì)?;谧儔浩麒F芯剩磁估計(jì)的結(jié)果,獲取了變壓器分閘角與變壓器鐵芯剩磁的關(guān)系特性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明了本方法的合理性,獲取的變壓器分閘角與變壓器鐵芯剩磁的關(guān)系特性可以喂制定合閘策略提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)


 




佛山市威博特鐵芯有限公司

聯(lián)系方式:

手機(jī):13928659706(胡總)

電話:0757-81001987

郵箱:275384174@qq.com

網(wǎng)址:m.flowspacepod.com

地址:佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)穆院村民委員會(huì)新譽(yù)洞村民小組后便坑(土名)自編2號(hào)