直流偏磁條件下電力變壓器的磁化機制與建模方法研究.pdf

1、高壓/特高壓直流輸電系統(tǒng)工作在單極大地回線運行方式，以及太陽耀斑引起的地磁感應(yīng)電流，都會使得地中直流經(jīng)中性點流入交流電力變壓器而導(dǎo)致直流偏磁效應(yīng)，造成振動加劇、諧波增大以及無功損耗增加等現(xiàn)象。研究變壓器鐵芯的磁化物理機制和數(shù)學(xué)建模方法，是定量分析直流偏磁效應(yīng)的重要基礎(chǔ)。J-A理論在電磁裝備的磁建模領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但因存在多種不同版本，人們在引用時也多是未加詳細甄別，致使磁化建模的有效性難以保證。
　　 本文以鐵磁材料的磁化物理機制

2、為基礎(chǔ)，從無磁滯磁化曲線以及能量守恒方程等數(shù)學(xué)描述出發(fā)，指出了原J-A理論的不合理及錯誤之處，并通過引入正確的能量守恒方程，推導(dǎo)出J-A修正理論的數(shù)學(xué)表征形式?；诜蔷€性尋優(yōu)算法求取J-A修正模型的關(guān)鍵參數(shù)后，針對不同磁材料樣本開展了仿真研究，并與測量數(shù)據(jù)進行比較。研究結(jié)果表明，相比于原J-A模型，基于本文修正模型的仿真結(jié)果與材料的實測磁特性數(shù)據(jù)吻合較好，可更準確地模擬鐵磁材料的磁化物理過程。進一步，在考慮渦流損耗和附加損耗的基礎(chǔ)上，給

3、出了動態(tài)磁化時的能量守恒方程，使得提出的J-A修正理論可拓展描述鐵磁材料的動態(tài)磁化特性?；谔岢龅腏-A修正理論，本文建立了用于研究直流偏磁效應(yīng)的自耦變壓器等效模型。結(jié)合我國首條±660kV寧東-山東直流輸電工程（銀川至青島），本文針對距青島換流站30km范圍的某220kV電力變壓器，定量研究了其勵磁電流特性、輸出電壓特性以及關(guān)鍵影響因素。結(jié)果表明，直流偏磁條件下變壓器輸出電壓的偶次與奇次諧波含量均顯著增加，使得變壓器成為系統(tǒng)的嚴重諧波