電力變壓器直流偏磁問題的研究畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 在此基礎(chǔ)上搭建三相變壓器模型，并以此模塊替代之前應(yīng)用的三相變壓器電感耦合矩陣模塊，構(gòu)成仿真用三相變壓器模型。進行仿真即可得到理想情況下三相三柱變壓器直流偏磁時勵磁電流波形，仿真結(jié)果如下：圖 Fig. current waveform and the main flux waveforms of phase A in ideal threephase threeleg transformer圖 Fig. Exciting current waveform and the main flux waveforms of three phase in ideal threephase threeleg transformer圖 Fig. Exciting current waveform and the main flux waveforms of A phase in threephase main transformer圖 Fig. Exciting current waveform and the main flux waveforms of three phase in threephase main transformer圖 Fig. Transmission current waveform in phase A utilizing threephase threeleg transformer and threephase main transformer再分別對三相三柱變壓器、三相變壓器組直流偏磁狀態(tài)下A相勵磁電流波形以及A相輸電電流進行諧波分析得到結(jié)果如下：表 A相勵磁電流波形以及A相輸電電流諧波分析結(jié)果Table Harmonic analysis of exciting current waveform and transmission current waveform in phase A諧波階次A相勵磁電流A相輸電電流相對基波百分比%相對基波百分比%三相三柱變壓器三相變壓器組三相三柱變壓器三相變壓器組直流分量基波2次諧波3次諧波32．354次諧波5次諧波6次諧波7次諧波8次諧波9次諧波分析以上結(jié)果可以得到如下結(jié)論：1. 圖 ，三相變壓器組抵抗直流偏磁能力很弱，當(dāng)直流偏磁發(fā)生時，勵磁電流將會發(fā)生很大的畸變，峰值嚴(yán)重增大，達到40A左右，是額定值的13倍左右。磁通偏移嚴(yán)重。而圖 ，三相三柱式變壓器理想情況下能夠完全抵抗直流偏磁，勵磁電流波形不發(fā)生畸變，且由前所述，B相由于磁路結(jié)構(gòu)的原因，勵磁電流較小。圖 ，實際情況下，三相三柱變壓器勵磁電流峰值增大也不明顯是額定勵磁電流的34倍，與變壓器負(fù)載時電流相比就更小，磁通偏移較小，也有很好的直流偏磁抑制能力。2. 表 ，電網(wǎng)選用三相變壓器組時，勵磁電流畸變嚴(yán)重導(dǎo)致輸電電流畸變嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了電能質(zhì)量。其中，A相勵磁電流的直流分量、%、%%。A相輸電電流直流分量、%、%%，是正常情況下的幾十倍以上；選用三相三柱變壓器時輸電電流畸變較小，屬于正常值范圍，諧波以三五次諧波為主，輸電電流諧波含量很小，%，電能質(zhì)量得到保證。結(jié) 論本文圍繞電力變壓器直流偏磁問題展開。首先，就電力變壓器直流偏磁的研究現(xiàn)狀、機理、來源以及直流偏磁嚴(yán)重程度的影響因素進行介紹。進而，在simulink環(huán)境中搭建了單相變壓器，三相變壓器的模型以及簡易電網(wǎng)模型，就單相以及三相變壓器直流偏磁工作狀態(tài)進行仿真分析。得出以下結(jié)論：1. 當(dāng)有直流電壓作用在單相變壓器一側(cè)時，勵磁電流呈現(xiàn)半周波飽和，正半周波呈現(xiàn)尖頂波形，負(fù)半周波保持為正弦波。勵磁電流波形中既含有奇次諧波，又含有偶次諧波，二次諧波含量增加最明顯。而變壓器在過勵磁狀態(tài)時，變壓器勵磁電流正負(fù)對稱，諧波以奇次諧波為主，三五次諧波含量較大，偶次諧波很少。2. 在額定交流工作點，隨直流偏磁電壓的加入，鐵芯的磁滯回線向右上偏移。由占據(jù)第一，三象限，逐漸變?yōu)檎紦?jù)第一象限。磁滯回線的整體也有逐漸變化為單值曲線的趨勢。3. 三相變壓器組在有直流電壓作用時，將會發(fā)生較大的勵磁電流畸變與磁通偏移，表面其承受直流偏磁能力較弱。并導(dǎo)致輸電線路輸電電流畸變，影響電能質(zhì)量。相比之下，三相三柱變壓器能夠很好的抵抗直流偏磁，勵磁電流畸變很小而且磁通偏移很小。參 考 文 獻[1] 蘇宏田，齊旭，吳云．我國特高壓直流輸電市場需求研究[J]．電網(wǎng)技術(shù)， 2005(24)．[2] 姚雷，陳海明，吳仁堅．我國特高壓直流輸電技術(shù)不斷躍升[N]．國家電網(wǎng)報， 2012 年7 月30 日(004).[3] 鄭曉冬，邰能靈，楊光亮，[J].電力自動化設(shè)備, 2012(47).[4] 苑舜，王天施．電力變壓器直流偏磁研究綜述[J]．高壓電器， 2010(3)．[5] 程志光，高橋則雄，博扎德．弗甘尼．電氣工程電磁熱場模擬與應(yīng)用［M］．北京：科學(xué)出版社，2009．[6] 肖華．特高壓直流輸電引起的變壓器直流偏磁問題的研究[D]．西南交通大學(xué)， 2007．[7] 王倩．直流輸電及磁暴引起的變壓器直流偏磁問題的研究[D]．華北電力大學(xué)， 2006．[8] 馬志強．變壓器直流偏磁的原理性仿真［J］．廣東省電機工程學(xué)會2003一2004年度優(yōu)秀論文，2003（01）．[9] 董霞．變壓器直流偏磁的研究［D］．濟南：山東大學(xué)，2008．[10] 劉路，劉瑾．變壓器直流偏磁現(xiàn)象的兩種成因及其實驗分析［J］．電工電氣，2014（12）．[11] 百度百科．硅鋼片[EB/OL]． ．[12] 凌躍勝．電機理論基礎(chǔ)［M］．北京：中國電力出版社，2009．[13] 袁兆強．基于MATLAB的變壓器仿真建模及特性分析［J］．電力學(xué)報， 2007（02）．[14] 趙志剛．直流偏磁條件下變壓器勵磁電流的實驗與分析［J］．電工技術(shù)學(xué)報，2010（04）．[15] 王希平，李文才，李 燕，路文梅．基于 Simulink 配電變壓器模型的建立及仿真[J]．自動化技術(shù)與應(yīng)用， 2009(9)．[16] 劉曲．變壓器鐵心承受直流能力的仿真和分析［J］．變壓器，2006（09）．[17] 曹鴻泰，黃汝霖，姚纓英，磁滯回線的測量方法與simulink仿真分析研究[J]．機電工程， 2014(3)．[18] 王晶，張有兵．電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應(yīng)用[M]．2．西安電子科技大學(xué)出版社． 2009．[19] 易成星，[J]．電工電氣， 2015(1)．[20] 易成星，章楨，楊偉．地磁感應(yīng)電流的建模仿真及其防治措施[J]．電網(wǎng)與清潔能源， 2015(1)．[21] 黃守道，鄧建國，羅德榮．電機暫態(tài)過程分析的MATLAB建模與仿真[M]．2．電子工業(yè)出版社， 2013．[22] 李曉慶，陳爾奎，[J]．變壓器， 2005(3)．[23] 李澤濤．基于 JA 模型的單相變壓器建模[D]．河北工業(yè)大學(xué)， 2013．[24] 魯海亮．電力變壓器直流偏磁的仿真和[D]．武漢大學(xué)， 2010．[25] 向秋風(fēng)．利用MATLAB中Sim Power Systems模庫時變壓器模型的參數(shù)計算及其仿真結(jié)果比較［J］．長沙電力學(xué)院學(xué)報，2006（01）．[26] 唐聽．交直流混供區(qū)域的變壓器直流偏磁現(xiàn)象研究［A］．第十屆長三角電機、電力科技分論壇論文集［C］．第十屆長三角電機、電力科技分論壇， 2013．[27] O. Ozgonenel， H. Dirik，I. Guney， O. Usta． A New Transformer Hysteresis Model in [A]．2009 IEEE Bucharest Power Tech Conference[C]． IEEE， 2009．[28] Xi Nan， Charles R. Sullivan． An Improved Calculation of ProximityEffect Loss in [J]．PESC， 2003(1)．致 謝本科階段即將結(jié)束，本科階段的學(xué)習(xí)使我在學(xué)習(xí)生活上均有了較大的提升。本科畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，這些都來自于指導(dǎo)老師劉宏勛老師以及同組同學(xué)的幫助。首先，感謝畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師，劉宏勛老師。老師從畢設(shè)選題開始就一直對我以及同組成員十分盡心。每次開會討論，老師都十分細(xì)心耐心地傾聽回答每個同學(xué)的問題，無論是課題上的問題還是畢設(shè)流程的問題，老師都一一給予詳細(xì)的回答。老師的深厚專業(yè)知識給了我們研究的支撐，老師的嚴(yán)謹(jǐn)求真有為我們指明了方向。老師的勤奮、耐心指導(dǎo)以及對學(xué)生的關(guān)心體現(xiàn)著老師深厚的德行。厚德載物，老師為我們做著榜樣！其次感謝同學(xué)的幫助。雖然同組成員的課題方向不同，但大家都在盡其所能的互幫互助。每次有好的資料、工具大家都共同分享。每次遇到問題，大家也互相幫忙找解決辦法。畢設(shè)階段，同組的互不熟識的幾個人都成了好朋友！更要感謝我的父母。用辛勤的汗水換來我能夠上大學(xué)接受高等教育的機會，然而，我做的還有太多的不足。在以后的工作學(xué)習(xí)生活中，我也會念念不忘父母恩情，念念不忘本，但行好事，莫問前程！最后，感恩母校河北工業(yè)大學(xué)對我的培養(yǎng)與關(guān)懷，今后的歲月，我會謹(jǐn)記母校勤慎公忠的校訓(xùn)，將河工人的拼搏精神延續(xù)下去！附 錄A表1仿真用單相變壓器參數(shù)表2 30RGH120材料鐵芯的BH實驗數(shù)據(jù)附 錄B圖1 單相變壓器過勵磁simulink模型圖2單相變壓器直流偏磁simulink模型42