電力變壓器鐵芯剩磁的分析方法
作者:威博特鐵芯 發(fā)布時(shí)間:2019-03-30 15:01:40 瀏覽次數(shù): 電力變壓器投入運(yùn)行再切出運(yùn)行的過程,由于鐵磁材料的磁滯特性,鐵芯中會(huì)留有剩磁。在輕載或者空載的情況下合閘通電,可能導(dǎo)致繞組產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。較高的勵(lì)磁涌流將產(chǎn)生過電壓使斷路器跳閘、電力變壓器合閘操作頻頻失效,甚至燒毀器件,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。
變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的原因在于鐵芯因合閘角、剩磁等條件的綜合作用而進(jìn)入飽和區(qū)甚至是深度飽和區(qū)。由于剩磁是勵(lì)磁涌流的主要影響因素之一,正確檢測(cè)剩磁對(duì)減少涌流的研究有很大幫助?,F(xiàn)有的剩磁分析方法基本上分為以下幾種:
(1)依據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)估計(jì)剩磁,一般認(rèn)為實(shí)驗(yàn)運(yùn)行后剩磁為 20%~80%飽和磁通值范圍,激勵(lì)時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取剩磁,這種方法目前被廣泛運(yùn)用于各大變壓器廠家出廠檢測(cè)空載合閘前的剩磁預(yù)測(cè)中。
( 2) D. I. Taylor 等提出一種預(yù)充磁( prefluxing)分析法,即給鐵芯加載激勵(lì)至一個(gè)較大的已知磁通值,使得原有剩磁被覆蓋,然后以新的已知剩磁為基礎(chǔ)進(jìn)行分析,利用選相合閘操作削弱勵(lì)磁涌流。
(3)武漢大學(xué)的烏云高娃等在分析磁性材料的時(shí)效特性的基礎(chǔ)上,結(jié)合 Preisach 模型及其特性,通過記錄切出電流,推導(dǎo)了分段計(jì)算鐵芯剩磁的方法。提出單相變壓器抑制勵(lì)磁涌流的合閘角策略,并用選相合閘操作去除剩磁對(duì)勵(lì)磁涌流的影響。
(4)通過搭建外接檢測(cè)電路,在變壓器運(yùn)行結(jié)束時(shí),記錄電壓的波形和相角變化,對(duì)切除時(shí)刻的電壓積分求取剩磁值。
前面提到的兩種方法沒有準(zhǔn)確得到原剩磁值,雖然預(yù)充磁法有一定的可行性,但是對(duì)大型鐵磁結(jié)構(gòu)的器件,加載較大的磁通需加載大電流,而電流將會(huì)對(duì)電力變壓器鐵芯本身產(chǎn)生較大影響,存在實(shí)際操作的局限性。后兩種方法沒有考慮到感性元件電流不能突變?yōu)榱愕奶攸c(diǎn),直接將切除時(shí)刻的鐵芯磁通等效為剩磁。感性元件電流衰減過程實(shí)際也可以等效一個(gè)去磁過程,使得測(cè)量剩磁值并不準(zhǔn)確,且選相合閘檢測(cè)設(shè)備費(fèi)用高,操作復(fù)雜。