新型鏡像法雜散損耗試驗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，對電磁屏蔽設(shè)計提出了更高的要求，尤其是當前材料成本大幅提高，企業(yè)面臨著嚴峻的市場競爭考驗。由于不同型式的取向硅鋼疊片和導磁鋼板、非導磁鋼板組成的構(gòu)件組合會表現(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)計過程中備受關(guān)注的問題。為了對比研究不

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)計制造一種產(chǎn)品級試驗裝置，并以此試驗裝置對各種屏蔽結(jié)構(gòu)做深入地研究，以供設(shè)計者參考、優(yōu)化應(yīng)用，并達到節(jié)材降耗、安全運行的目的。
　　 在實驗室內(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)品等級的漏磁密度(100mT)而言相差很大，很難做到產(chǎn)品級的試驗分析。

3、若直接在實際的變壓器產(chǎn)品上試驗和仿真，則會遇到高電壓、絕緣、全油封閉等諸多問題。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裝置以期解決上述問題。面向線圈側(cè)的磁屏蔽表面可近似看作磁場法向邊界(可以認為該表面的磁通垂直進入磁屏蔽)，相當于以該表面為對稱面、兩側(cè)各有兩個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線圈置于帶鐵心的原激勵線圈對稱的位置，加電后使對稱面處的漏磁場與被試品實驗時產(chǎn)生的漏磁場基

4、本一致，從而保證激勵構(gòu)件中的損耗基本保持不變，獲得激勵構(gòu)件的損耗，將被試品的損耗分離，實現(xiàn)定量的測量。
　　 經(jīng)過二維、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)和詳細的數(shù)據(jù)對比，空載(雙鐵心，無被試品)和負載工況(有被試品)下的磁場分布相同，強度相當，表明雙鐵心鏡像空載工況能夠模擬負載工況下的鐵心、線圈激勵構(gòu)件的損耗，雙鐵心鏡像法可行、有效。
　　 該裝置經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化和制造，通過系統(tǒng)的測試測量