【摘要】：隨著高壓直流輸電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn),作為在交直流電網(wǎng)之間起連接與協(xié)調(diào)作用的換流變壓器,其安全穩(wěn)定運(yùn)行等問題成為工程設(shè)計(jì)者關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。由于換流變壓器位于交直流電網(wǎng)連接處并受直流電網(wǎng)運(yùn)行方式的影響,使得其運(yùn)行時(shí)諧波嚴(yán)重且易遭受直流偏磁現(xiàn)象的影響。直流偏磁下?lián)Q流變壓器勵(lì)磁電流發(fā)生畸變,使得鐵心過飽和,漏磁增加,這導(dǎo)致鐵心拉板、夾件、油箱等結(jié)構(gòu)件上的損耗也隨之增大,易引起局部過熱情況的發(fā)生。因此,開展針對(duì)換流變壓器的磁場及損耗特性研究具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文從直流偏磁下?lián)Q流變壓器的勵(lì)磁特性分析,損耗建模與計(jì)算,結(jié)構(gòu)件磁熱特性分析等三個(gè)方面進(jìn)行了全面深入的分析與研究,主要研究工作內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:(1)通過采用有限元法和二分法對(duì)一臺(tái)單相三柱變壓器試驗(yàn)產(chǎn)品的直流偏磁的勵(lì)磁電流進(jìn)行仿真分析,將得到的勵(lì)磁電流波形與試驗(yàn)測(cè)得的波形對(duì)比,并比較兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),最終確定了基于二分法迭代求解直流偏磁下?lián)Q流變壓器勵(lì)磁電流的方法。之后,運(yùn)用二分法分析了一臺(tái)實(shí)際換流變壓器產(chǎn)品在受偏磁電流影響下的空載勵(lì)磁特性,并且對(duì)所得到的空載勵(lì)磁電流波形進(jìn)行傅里葉分解,研究分析了不同直流偏磁電流下空載勵(lì)磁電流的頻譜特性,為準(zhǔn)確地計(jì)算直流偏磁下?lián)Q流變壓器的磁場及損耗分布奠定了基礎(chǔ)。(2)建立了基于表面阻抗邊界法計(jì)算直流偏磁下?lián)Q流變壓器諧波損耗的三維計(jì)算模型,針對(duì)ZZDFPZ-321100/500型換流變壓器進(jìn)行了分析研究。計(jì)算求得額定運(yùn)行情況下的換流變壓器諧波損耗與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的誤差滿足工程需要,并且其數(shù)值小于解析法的計(jì)算誤差。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了施加不同直流偏磁電流時(shí)換流變壓器的漏磁場及諧波損耗特性,為換流變壓器損耗計(jì)算和產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了更加高效可靠的方法手段。(3)針對(duì)換流變壓器結(jié)構(gòu)件溫升的問題,設(shè)計(jì)了鐵心拉板漏磁場及溫升試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并對(duì)其進(jìn)行仿真與試驗(yàn)研究,提出了基于磁-熱-流體耦合的數(shù)值計(jì)算方法,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,磁場的計(jì)算誤差小于5%,溫升的計(jì)算誤差小于10%。隨后,將此方法運(yùn)用于分析計(jì)算直流偏磁下?lián)Q流變壓器結(jié)構(gòu)件的溫升。通過對(duì)有無直流偏磁電流及施加不同偏磁電流下?lián)Q流變壓器的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行耦合場的數(shù)值計(jì)算,得到了結(jié)構(gòu)件溫升隨施加直流偏磁電流變化的規(guī)律,為今后較為準(zhǔn)確地計(jì)算換流變壓器結(jié)構(gòu)件磁熱等問題提供了有效的分析方法。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2532644