單相特高壓自耦變壓器直流偏磁電磁特性研究.pdf

1、高壓直流輸電和磁暴現(xiàn)象引起的變壓器直流偏磁效應嚴重影響變壓器的安全運行。特高壓電網(wǎng)采用八分裂導線，電阻小，更易遭受直流擾動的侵害。特高壓變壓器作為特高壓電網(wǎng)的關(guān)鍵設備，其運行的可靠性與安全性直接關(guān)乎整個電網(wǎng)的正常運行。為此，本文針對特高壓變壓器的直流偏磁問題進行了計算與分析。主要研究內(nèi)容和取得的成果如下:
　　基于特高壓變壓器鐵心材料的高導磁性和強非線性特性，提出了基于空載簡化電路模型下的分段解析法，進行直流偏磁條件下計算結(jié)果準確

2、性問題的研究與分析。繼而以解析解的計算結(jié)果為基準，對比分析四階龍格庫塔法的數(shù)值計算結(jié)果。結(jié)果表明，在特高壓變壓器的直流偏磁數(shù)值計算中，可通過人為增大串聯(lián)電阻和適當減小計算時間步長來獲得較為準確的直流偏磁特性。該研究結(jié)果為實際特高壓變壓器進行基于場路耦合法的直流偏磁計算提供了一種有效解決方法。
　　根據(jù)特高壓變壓器實際的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣連接方式，建立變壓器的場路耦合模型，分析串聯(lián)電阻值和時間步長對直流偏磁計算結(jié)果的影響。人為增加一個串

3、聯(lián)電阻，改變了變壓器本身的電路結(jié)構(gòu)，導致串聯(lián)電阻后側(cè)的電壓偏離所施加的額定交流電壓。因此，提出電壓補償原理，進行電壓補償?shù)牡嬎?。計算結(jié)果表明，電壓補償可有效消除串聯(lián)電阻值導致的電流計算偏差。在此基礎上，進行特高壓變壓器不同直流偏磁電流下的空載直流偏磁仿真計算，獲得勵磁電流和磁場特性。
　　為提高特高壓變壓器空載直流偏磁計算效率，提出了一種基于動態(tài)電感-勵磁電流曲線的空載直流偏磁快速計算方法，該方法避免了不同直流偏磁電流情況下重

4、復進行磁場模型的動態(tài)電感的求解。通過與場路耦合算法計算結(jié)果的對比，驗證了該方法的正確性和有效性。同時，該方法大大節(jié)省了計算時間，提高了計算效率，為變壓器的直流偏磁計算提供了一種快速簡便的計算方法。
　　針對特高壓變壓器負載運行方式下的直流偏磁問題進行研究與分析。增大原邊串聯(lián)電阻，可使原邊電流巾直流分量的計算結(jié)果接近于直流偏磁電流理論值，提高計算結(jié)果的準確性。分析直流偏磁情況下不同負載電阻對特高壓變壓器高、中壓繞組電流的影響，獲得了