【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)定運行等問題成為工程設(shè)計者關(guān)注的熱點問題之一。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)運行方式的影響,使得其運行時諧波嚴(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)實意義。本文從直流偏磁下?lián)Q流變壓器的勵磁特性分析,損耗建模與計算,結(jié)構(gòu)件磁熱特性分析等三個方面進(jìn)行了全面深入的分析與研究,主要研究工作內(nèi)容包括以下三個方面:(1)通過采用有限元法和二分法對一臺單相三柱變壓器試驗產(chǎn)品的直流偏磁的勵磁電流進(jìn)行仿真分析,將得到的勵磁電流波形與試驗測得的波形對比,并比較兩種方法的優(yōu)缺點,最終確定了基于二分法迭代求解直流偏磁下?lián)Q流變壓器勵磁電流的方法。之后,運用二分法分析了一臺實際換流變壓器產(chǎn)品在受偏磁電流影響下的空載勵磁特性,并且對所得到的空載勵磁電流波形進(jìn)行傅里葉分解,研究分析了不同直流偏磁電流下空載勵磁電流的頻譜特性,為準(zhǔn)確地計算直流偏磁下?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算直流偏磁下?lián)Q流變壓器諧波損耗的三維計算模型,針對ZZDFPZ-321100/500型換流變壓器進(jìn)行了分析研究。計算求得額定運行情況下的換流變壓器諧波損耗與實驗測量結(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算和產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計提供了更加高效可靠的方法手段。(3)針對換流變壓器結(jié)構(gòu)件溫升的問題,設(shè)計了鐵心拉板漏磁場及溫升試驗?zāi)Ｐ?并對其進(jìn)行仿真與試驗研究,提出了基于磁-熱-流體耦合的數(shù)值計算方法,經(jīng)試驗驗證,磁場的計算誤差小于5%,溫升的計算誤差小于10%。隨后,將此方法運用于分析計算直流偏磁下?lián)Q流變壓器結(jié)構(gòu)件的溫升。通過對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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2532644