【摘要】：大容量發(fā)電機(jī)和聯(lián)絡(luò)變壓器大都用在大型電站、核電站或重要線路的輸送上，所以運(yùn)行可靠性至關(guān)重要。隨著變壓器容量增大，運(yùn)輸條件及現(xiàn)場(chǎng)安裝要求等條件限制原因，出現(xiàn)了鐵心解體、壓軛等特殊結(jié)構(gòu)大型變壓器，與一般變壓器比較，該類變壓器鐵心內(nèi)部磁場(chǎng)不平衡。準(zhǔn)確計(jì)算這類變壓器鐵心磁場(chǎng)、空載損耗和結(jié)構(gòu)件的雜散損耗從而避免局部過熱，對(duì)于提高變壓器運(yùn)行的可靠性和保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。而隨著容量和電壓等級(jí)的提高，變壓器的磁場(chǎng)和雜散損耗分布的不合理性而造成的局部損耗集中，是局部過熱和運(yùn)行故障的直接原因。因此，為保證大容量磁不平衡變壓器的安全運(yùn)行，提高運(yùn)行可靠性，必須進(jìn)行此類變壓器產(chǎn)品性能、參數(shù)的深入研究，以提高大型磁不平衡電力變壓器磁場(chǎng)、損耗的計(jì)算精度，來準(zhǔn)確確定發(fā)熱源，以避免鐵心及結(jié)構(gòu)件等局部過熱的發(fā)生。 為了準(zhǔn)確計(jì)算變壓器疊片鐵心硅鋼片中磁場(chǎng)、空載損耗及激磁電流的大小和分布，本文提出了考慮鐵磁材料非線性各向異性電磁特性的瞬態(tài)場(chǎng)路耦合的計(jì)算方法。是在傳統(tǒng)瞬態(tài)場(chǎng)路耦合計(jì)算方法的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，推導(dǎo)了在瞬態(tài)場(chǎng)路耦合下分別考慮鐵磁材料的非線性各向同性和非線性各向異性電磁特性的二維、三維有限元離散化公式，其中有限元離散化得出的非線性代數(shù)方程組采用牛頓-拉夫遜法求解，牛頓-拉夫遜法是求解非線性代數(shù)方程組的常用方法，應(yīng)用該方法能夠大大提高大型電力變壓器磁場(chǎng)及損耗的計(jì)算精度。 編制了考慮硅鋼片疊片鐵心非線性各向異性電磁特性的二維、三維瞬態(tài)場(chǎng)路耦合的計(jì)算程序，為了驗(yàn)證所提出的計(jì)算方法和所編制的計(jì)算機(jī)程序的正確性，本文分別采用了TEAM問題10和TEAM問題21（P21-B模型、P21C-M1和P21C-M1的補(bǔ)充模型）進(jìn)行了非線性各向同性和非線性各向異性自編程序的校驗(yàn)，，并將該方法應(yīng)用于大容量三相五柱鐵心解體結(jié)構(gòu)變壓器和鐵軛壓縮結(jié)構(gòu)變壓器鐵心瞬態(tài)磁場(chǎng)的仿真計(jì)算，分析了三相五柱鐵心解體結(jié)構(gòu)與三相五柱鐵心非解體結(jié)構(gòu)變壓器鐵心瞬態(tài)磁場(chǎng)、空載損耗密度分布和激磁電流在隨時(shí)間變化的區(qū)別和大小，對(duì)鐵軛壓縮結(jié)構(gòu)變壓器分別選取了四種不同鐵軛最大片寬模型進(jìn)行了鐵軛中磁通密度及空載損耗的計(jì)算分析。并將以上兩種鐵心特殊結(jié)構(gòu)變壓器空載損耗、激磁電流等計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了所編程序的有效性和正確性。 在線圈結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型自耦電力變壓器三維漏磁場(chǎng)和結(jié)構(gòu)件雜散損耗的計(jì)算中，由于線圈分別采用了兩柱并聯(lián)且旁柱激磁、調(diào)壓結(jié)構(gòu)和單相三柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)，對(duì)于這種線圈特殊結(jié)構(gòu)變壓器，采用傳統(tǒng)方法（電路方法）計(jì)算線圈電流分配時(shí)，因其無法考慮磁路的不平衡，因此計(jì)算誤差較大。本文針對(duì)這一問題，采取了三維場(chǎng)路耦合方法來計(jì)算線圈的電流分配，通過準(zhǔn)確的電流計(jì)算值來提高變壓器結(jié)構(gòu)件損耗和線圈短路阻抗等計(jì)算精度。并分別對(duì)大容量單相雙柱并聯(lián)且旁柱激磁調(diào)壓結(jié)構(gòu)的變壓器和單相三柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)變壓器進(jìn)行線圈電流、阻抗和結(jié)構(gòu)件渦流損耗的仿真計(jì)算。其中對(duì)單相三柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)變壓器分析了油箱不同屏蔽方案時(shí)對(duì)線圈電流分配及阻抗的影響。采用小線圈法對(duì)線圈漏磁及結(jié)構(gòu)件表面漏磁進(jìn)行了測(cè)量及誤差分析，最后將漏磁、損耗的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了本文研究成果的正確性和有效性。為以后更大容量特高壓變壓器提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM406

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2434070