本文關(guān)鍵詞：換流變壓器鐵芯材料特性與直流偏磁研究

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力需求日益增加,而我國特有的能源與需求分布的不平衡性,導(dǎo)致了我國電能輸送的特點(diǎn):遠(yuǎn)距離、大容量。直流輸電的優(yōu)勢(shì)與這一要求剛好吻合,因此,今后的電力發(fā)展中高壓直流輸電將成為新寵。然而直流輸電的快速發(fā)展又導(dǎo)致了一系列問題的凸顯,其中很重要的一個(gè)問題是換流變壓器直流偏磁現(xiàn)象的加劇。此外,國內(nèi)換流變壓器制造業(yè)對(duì)進(jìn)口硅鋼片材料的過分依賴,這一現(xiàn)狀不利于我國電力行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。針對(duì)換流變壓器直流偏磁的問題,本文做了以下幾點(diǎn)研究工作:首先,對(duì)輸電變壓器中鐵芯材料的使用情況進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,了解了鐵芯材料發(fā)展的基本歷程。鐵芯材料的使用大體經(jīng)過了低碳鋼、硅鋼、非晶合金軟磁材料等三個(gè)過程。低碳鋼屬于早期的磁性材料,它的使用已不多見。目前,在輸電變壓器中使用最多的當(dāng)屬硅鋼,其中的取向硅鋼屬于首選。由于非晶合金軟磁材料自身的局限性,無法制造大容量的變壓器,因此它的使用范圍局限在小容量的變壓器中。其次,針對(duì)高壓直流輸電對(duì)變壓器產(chǎn)生的直流偏磁現(xiàn)象,研究了直流偏磁產(chǎn)生的機(jī)理、危害以及現(xiàn)有的解決措施。直流偏磁現(xiàn)象是由太陽磁暴產(chǎn)生的地磁感應(yīng)電流,或直流輸電的不平衡電流造成的。直流偏磁現(xiàn)象表明變壓器處于一種非正常工作狀態(tài),由于變壓器鐵芯材料的非線性性,直流偏磁使變壓器鐵芯進(jìn)入飽和區(qū),進(jìn)而產(chǎn)生一系列如勵(lì)磁電流畸變、鐵芯損耗的增加、局部過熱等的不良影響。提出的解決方案有,變壓器中性點(diǎn)串接電阻、電容或可變電源。在已有的解決方案中,探討了一種新的從變壓器結(jié)構(gòu)出發(fā)的措施。再次,對(duì)國內(nèi)大型變壓器制造廠家天威保變公司和±800KV的穗東換流站進(jìn)行了實(shí)地學(xué)習(xí),從而對(duì)換流變壓器的制造及使用有了更直觀更具體的了解。通過調(diào)研,目前國內(nèi)的直流輸電線路中,僅有兩臺(tái)換流變壓器的鐵芯使用的是國產(chǎn)取向硅鋼,即運(yùn)行在溪洛渡換流站中。以溪洛渡±500KV的換流變壓器為原型,利用ANSYS電磁仿真軟件建立二維場(chǎng)路耦合模。改變直流電壓的大小模擬直流偏磁的變化,得到不同直流偏磁下?lián)Q流變壓器的勵(lì)磁電流與鐵芯損耗。最后,在已有的仿真模型上,改變鐵芯材料的參數(shù),主要針對(duì)的是武鋼27QG110、23QG90及新日鐵23ZH90。仿真計(jì)算得到相同模型、相同直流偏磁下不同鐵芯材料的變壓器勵(lì)磁電流,鐵芯損耗及鐵芯工作點(diǎn)曲線。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM404

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本文編號(hào)：1220020