新型鏡像法雜散損耗試驗(yàn)裝置及電力變壓器屏蔽的研究.pdf

1、電、磁屏蔽廣泛分布在大型電力變壓器油箱、夾件等結(jié)構(gòu)件上，屏蔽結(jié)構(gòu)又有很多種結(jié)構(gòu)類型和組合。自我國(guó)主要變壓器制造商先后自主研制出了1000～1500MVA/1000kV等特高壓、特大容量變壓器之后，對(duì)電磁屏蔽設(shè)計(jì)提出了更高的要求，尤其是當(dāng)前材料成本大幅提高，企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)考驗(yàn)。由于不同型式的取向硅鋼疊片和導(dǎo)磁鋼板、非導(dǎo)磁鋼板組成的構(gòu)件組合會(huì)表現(xiàn)不同的電磁性能，其磁通分布和損耗分布是在變壓器設(shè)計(jì)過(guò)程中備受關(guān)注的問(wèn)題。為了對(duì)比研究不

2、同磁屏蔽結(jié)構(gòu)的性能，不僅是定性地分析，而且要得出定量的結(jié)論，以確定在大容量產(chǎn)品上是否普遍應(yīng)用，需要設(shè)計(jì)制造一種產(chǎn)品級(jí)試驗(yàn)裝置，并以此試驗(yàn)裝置對(duì)各種屏蔽結(jié)構(gòu)做深入地研究，以供設(shè)計(jì)者參考、優(yōu)化應(yīng)用，并達(dá)到節(jié)材降耗、安全運(yùn)行的目的。
　　 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究分析屏蔽，普遍采用空心線圈作為漏磁發(fā)生器，但由于其磁阻主要是空氣，其產(chǎn)生的最大漏磁密度(6mT)相比大容量變壓器產(chǎn)品等級(jí)的漏磁密度(100mT)而言相差很大，很難做到產(chǎn)品級(jí)的試驗(yàn)分析。

3、若直接在實(shí)際的變壓器產(chǎn)品上試驗(yàn)和仿真，則會(huì)遇到高電壓、絕緣、全油封閉等諸多問(wèn)題。經(jīng)理論研究和數(shù)值仿真推演，本文提出并研制了雙鐵心鏡像法雜散損耗試驗(yàn)裝置以期解決上述問(wèn)題。面向線圈側(cè)的磁屏蔽表面可近似看作磁場(chǎng)法向邊界(可以認(rèn)為該表面的磁通垂直進(jìn)入磁屏蔽)，相當(dāng)于以該表面為對(duì)稱面、兩側(cè)各有兩個(gè)同樣的帶鐵心的線圈。利用這一鏡像原理，將參數(shù)一樣的帶鐵心的激勵(lì)線圈置于帶鐵心的原激勵(lì)線圈對(duì)稱的位置，加電后使對(duì)稱面處的漏磁場(chǎng)與被試品實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)基

4、本一致，從而保證激勵(lì)構(gòu)件中的損耗基本保持不變，獲得激勵(lì)構(gòu)件的損耗，將被試品的損耗分離，實(shí)現(xiàn)定量的測(cè)量。
　　 經(jīng)過(guò)二維、三維數(shù)值仿真(分別考慮屏蔽疊片組的各向同性和各向異性均勻化等效方法)和詳細(xì)的數(shù)據(jù)對(duì)比，空載(雙鐵心，無(wú)被試品)和負(fù)載工況(有被試品)下的磁場(chǎng)分布相同，強(qiáng)度相當(dāng)，表明雙鐵心鏡像空載工況能夠模擬負(fù)載工況下的鐵心、線圈激勵(lì)構(gòu)件的損耗，雙鐵心鏡像法可行、有效。
　　 該裝置經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化和制造，通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試測(cè)量