直流偏磁下500kV单相变压器振动噪声的试验研究

直流偏磁是电力变压器的一种非正常工作状态,直流流入变压器后将在铁心中产生直流磁通,导致变压器铁心出现半波饱和、励磁电流严重畸变、局部过热、振动噪声增加等一系列问题,并且大容量单相自耦变压器更易受到直流偏磁的影响,对电网的安全稳定运行产生了严重的威胁.该文利用两台参数一致的250MV·A/500kV变压器分别进行了空载和负载直流偏磁试验,对变压器直流偏磁下的电压畸变率、励磁电流、振动和噪声进行测量,并分析研究其直流偏磁下的变化趋势、分布规律和频谱特征.试验结果为大型变压器在实际运行情况下的直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁下的振动噪声特性研究提供参考依据.     

单相变压器的直流偏磁励磁电流问题及其对保护的影响分析

直流偏磁将使变压器励磁电流发生半个周波的畸变,产生大量的偶数次和奇数次谐波。为研究直流偏磁对变压器及其保护设备的影响,利用PSCAD/EMTDC软件建立系统模型,仿真了某实际电网单相750 kV变压器在直流偏磁时的励磁电流变化情况,研究了直流入侵导致的变压器励磁电流畸变、谐波分布、励磁电流峰值与直流偏磁的关系。同时还分析了在谐波影响下变压器保护的性能,定量计算了励磁电流畸变所造成的变压器损耗。     

单相变压器的直流偏磁励磁电流问题及其对保护的影响分析

直流偏磁将使变压器励磁电流发生半个周波的畸变,产生大量的偶数次和奇数次谐波.为研究直流偏磁对变压器及其保护设备的影响,利用PSCAD/EMTDC软件建立系统模型,仿真了某实际电网单相750 kV变压器在直流偏磁时的励磁电流变化情况,研究了直流入侵导致的变压器励磁电流畸变、谐波分布、励磁电流峰值与直流偏磁的关系.同时还分析了在谐波影响下变压器保护的性能,定量计算了励磁电流畸变所造成的变压器损耗.     

基于爱泼斯坦方圈的直流偏磁特性分析

由高压直流输电产生的直流电流会给电力变压器造成一系列危害。基于爱泼斯坦方圈设计了实验方案并对电力变压器进行了直流偏磁实验。通过对励磁电流测量值分析,研究了直流偏磁对励磁电流各次谐波的影响;通过对铁心损耗的测量分析了直流偏磁条件下硅钢片的损耗特性。基于爱泼斯坦方圈的直流偏磁实验研究有利于揭示直流偏磁机理,同时对电力变压器的工程设计有着重要的指导意义。     

基于爱泼斯坦方圈的直流偏磁实验及分析

在高压直流输电的单极大地运行方式中,直流电流通过接地的中性点流入变压器绕组会给电力变压器造成危害。随着直流输电的应用和发展,直流偏磁问题已经得到越来越多的重视。对于直流偏磁问题的研究不仅有利于揭示直流偏磁机理,而且对变压器的设计和运行有着重要的指导意义。本文利用爱泼斯坦方圈进行了直流偏磁测试。通过对励磁电流各次谐波的分析,研究了直流偏磁对励磁电流及饱和铁心的影响。     

一种简便的直流偏磁仿真方法研究

采用磁化曲线比较方法,对变压器偏磁特性进行了仿真研究。对直流偏磁下的变压器励磁电流特性进行了分析,在不同工况下计算分析了励磁电流及相应谐波含量值,提出了直流偏磁对继电保护的影响。     

变压器直流偏磁的仿真研究

为研究变压器励磁电流在正负半波严重不对称和畸变引起的直流偏磁效应,利用MATLAB软件提供的Simulink仿真工具搭建了变压器直流偏磁的仿真模型,对施加不同直流电压激励时的励磁电流畸变情况进行了仿真分析,并通过对不同直流偏磁下得到的励磁电流波形进行快速傅里叶变换,得到了变压器在不同直流偏磁下的谐波分布情况,验证了变压器直流偏磁理论.仿真分析结果表明：当变压器有直流入侵时,励磁电流上半周波发生畸变;当变压器正常运行时,励磁电流中只含有奇次谐波,不含偶次谐波分量.     

直流偏磁下电力变压器的振动特性

为深入了解直流偏磁情况下变压器的振动特性,基于能量守恒理论,详细分析了变压器铁心的磁致伸缩应变特性及直流偏磁时的振动特性。通过搭建变压器直流偏磁试验平台,对直流偏磁时变压器励磁特性和箱壁振动特性进行测试,得到了励磁电流和振动信号随外加直流分量的变化规律。分析结果表明,励磁电流随直流分量的增加而增大,波形畸变程度加剧,有偶次谐波出现,且各次谐波含量呈现增加趋势但增幅各异。此外,振动信号中有不同程度的高次频率分量出现,且各频率分量幅值随直流分量的增加而增大。     

电力变压器直流偏磁现象形成机理及一种抑制措施的研究

直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态,对电力变压器直流偏磁现象的形成及抑制措施展开研究具有重大的意义。本文基于容易遭受直流偏磁影响的单相变压器模型,模拟直流偏磁下变压器实际工作状态;研究了直流偏磁现象对变压器产生的影响,给出偏磁前后励磁电流及其各次谐波变化,并对偶次谐波增大原因进行了详细分析。提出一种利用两相磁性材料抑制变压器直流偏磁问题的方案,通过控制材料的磁状态实现对变压器内部偏磁磁通进行定向补偿,减小直流偏磁对变压器的危害。利用ANSOFT软件对所设计的变压器进行仿真实验,并制作具有直流偏磁补偿功能的新型电力变压器样机一台,对直流偏磁实施补偿试验;实验结果表明基于两相磁性材料的新型电力变压器对直流偏磁具有很好的抑制效果。验证了所提方案的可行性和正确性。     

变压器直流偏磁产生机理及偏磁电流实测研究

阐述了变压器直流偏磁产生的原因,介绍了由地磁扰动引起的地磁感应电流和直流输电产生的地中直流,研究了直流偏磁对变压器的影响,并通过对酒泉地区变压器偏磁电流、振动以及噪声进行测试和分析,证实了变压器直流偏磁的严重程度受偏磁电流大小的影响。依据实测结果,比较了两种中性点直流电流测量方法,认为电阻法适合测量中性点单点接地的变压器,而传感器法适合测量中性点有多个接地点的变压器。     

变压器直流偏磁研究现状综述

直流偏磁可引发变压器噪声和振动加剧、无功损耗增加、继电保护故障等问题。从直流偏磁的产生原因及危害、直流偏磁计算、直流偏磁下变压器运行特性分析、直流偏磁抑制措施等方面进行了综述,对直流偏磁研究中存在的问题进行了分析,并给出了直流偏磁研究的整个流程,为直流偏磁研究提供了借鉴。     

500 kV电力变压器直流偏磁耐受性能的仿真研究

为了深入研究500 kV电力变压器的直流偏磁耐受性能,根据J-A磁滞回线理论,基于电路磁路模型建立了500 kV自耦变压器的直流偏磁仿真模型,通过改变J-A模型中的关键参数,仿真研究了矫顽力、剩磁和磁滞损耗等硅钢片磁化特性对500 kV变压器直流偏磁耐受性能的影响。仿真结果表明,变压器直流偏磁时,励磁电流出现畸变,有偶次谐波出现,励磁电流随直流分量的增大呈现不同的增幅。当磁滞回线的矫顽力增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅变小。当剩磁和磁滞损耗增大时,励磁电流及其总谐波畸变率随外加直流分量的增幅加剧。研究结果可为大型变压器直流偏磁耐受能力评估及直流偏磁抑制措施提供理论依据和新思路,具有一定的实用价值。     

直流偏磁对换流变压器运行影响分析

特高压直流工程因为输送容量大、传输距离远等优势在近年得到迅速发展和工程实践。但特高压直流工程一直存在直流偏磁现象,直流偏磁电流会导致特高压直流换流变压器的励磁电流畸变,引起振动和噪声加剧等不利影响,严重情况下会威胁换流变的安全稳定运行。首先对直流偏磁产生的原理进行了分析,通过计算确定了实际特高压直流工程中各因素的影响程度,搭建了特高压换流变铁芯模型对其励磁特性进行了仿真研究和试验验证。并利用有限元仿真对直流偏磁影响下的换流变振动和噪声进行了多物理场耦合建模和计算分析。研究结果对后续特高压直流工程中换流变压器的研制及换流站噪声超标的解决措施具有重要指导意义。     

直流偏磁下400kV单相电力变压器励磁特性的试验研究

通过DFP-240000/400单相电力变压器的直流偏磁试验,研究了直流偏磁对电力变压器的空载损耗、励磁电流和谐波成分的影响。通过试验数据分析,讨论了直流偏磁电流对电力变压器的影响。     

基于直流偏磁影响下变压器本体振动与噪声的在线监测

地磁感应电流或换流变压器中的直流电流分量易造成直流偏磁现象。而直流偏磁又是使变压器振动、噪声增大的主要原因,所以振动噪声水平是反应直流偏磁状态下变压器运行情况的重要指标。因此,针对直流偏磁对变压器带来的影响,本文开发了适用于交流变压器的振动与噪声实时监测系统,并专门编制了相应的采集和分析软件,可实现对振动时域频域波形的实时监测。系统分析了交流变压器直流偏磁电流对变压器振动与噪声的影响规律,从测点选择方法、监测思路及监测结果评价等多方面系统研究了交流变压器振动与噪声监测方法,为系统开展交流变压器振动和噪声的研究,分析变压器可能存在的故障提供了依据。     

直流偏磁下单相变压器的传输线模型

为了研究直流偏磁对单相变压器运行性能的影响,依据传输线及Jiles-Atherton铁磁磁滞理论,建立了直流偏磁下单相变压器的传输线模型,同时,考虑了铁心材料的涡流效应、绕组铜耗及漏磁等因素,应用牛顿—拉夫逊迭代方法,对模型进行了时域仿真计算,实现对单相变压器直流偏磁特性的分析,分析结果表明,直流偏置水平的升高,使动态磁滞曲线不再对称并不断趋于饱和;励磁电流波形发生畸变,谐波含量增加;且励磁电流峰值及各谐波含量的幅值随偏磁水平的增加呈线性上升趋势。计算结果与实验结果相吻合,证明了直流偏磁下单相变压器传输线模型的正确性和有效性。     

单相变压器直流偏磁及抑制措施分析

直流偏磁会导致变压器噪声增大、振动加剧、局部过热,并向电网中输入大量谐波,影响继电器保护装置的正确动作等不利影响。因此,研究直流偏磁对变压器的影响及其抑制措施具有重要意义。本文利用有限元分析软件Maxwell 2D,建立了单相变压器的瞬态电磁场分析模型,分析对比了铁心及铁轭在不同直流入侵情况下的内部磁场变化。根据统一磁耦合电路(UMEC)模型,利用PSCAD仿真分析了不同直流偏磁下,变压器的空载励磁电流谐波特征。同时,研究了自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁的抑制效果。结果表明:变压器发生直流偏磁时,漏磁通增大,导致铁心发热,发热量最高点出现在铁轭与铁心交接处。自激补偿法及外加直流源补偿法对直流偏磁有较好的抑制效果。     

城市轨道交通引起的变压器直流偏磁噪声与振动特性

城市轨道交通的发展容易引起变压器直流偏磁问题,噪声与振动特性监测是判断变压器运行状态的重要手段。为此,研究了由城市轨道交通引起的变压器直流偏磁问题的产生机理,对直流偏磁条件下变压器的噪声与振动信号进行了现场监测,分析了直流偏磁前后变压器噪声与振动特性,从中提取了直流偏磁特征量,并将该特征量与变压器噪声与振动信号的变化趋势进行对比。结果表明,变压器直流偏磁问题的产生与城市轨道交通的运行状态有关,变压器出现直流偏磁时,其噪声、振动以及中性点直流信号急剧增大且具有相同的变化趋势,以噪声与振动信号奇偶次谐波比为特征量能够对变压器直流偏磁状态进行有效评价。     

直流偏磁条件下变压器的建模及励磁特性研究

为研究偏磁现象对变压器的影响,提出了一种直流偏磁条件下的变压器建模方法,该方法首先基于JA磁化理论建立铁芯的动态磁化曲线,然后从变压器电磁关系出发,利用统一电磁等值电路UMEC模型推导出自感和互感构成的变压器方程,两者结合建立了适用于直流偏磁工况下的变压器仿真模型。利用该模型分析了不同直流偏磁情况下,变压器空载时的铁芯磁化特性、励磁电流及各次谐波变化。结果表明,该模型能够反映直流偏磁时变压器铁芯的磁滞特性和磁导的非线性,较为精确地仿真出铁芯饱和情况及励磁电流幅值和波形畸变情况,为研究变压器偏磁时的励磁特性提供了有效的手段。     

直流偏磁下单相变压器磁场与声场的计算分析

变压器中性点流入直流电流时,在变压器内部会产生直流偏磁现象。单相变压器具有独立的磁回路,因此磁阻比较低,较小的直流电流就可以引起磁饱和,直流偏磁现象在单相变压器内部产生的影响比较明显,因此文中基于场路耦合有限元法,对一台容量为240 MVA的单相电力变压器在不同直流偏磁水平下的空载运行状态进行了仿真计算,分析了直流偏磁量对变压器励磁电流波形、谐波含量以及磁场分布的影响规律。在此基础上建立了变压器铁心的多物理场耦合有限元模型,对铁心在直流偏磁前后的振动噪声进行了对比分析,并提出通过分析变压器所允许的最大声压级,来预估产品所能承受的最大直流量,对变压器的结构设计具有一定的指导意义。