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变压器漏磁场的分析

变压器漏磁场的分析

点击数:7617 次   录入时间:03-04 11:36:41   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

  可利用毕奥萨伐尔定律对变压器绕组上所承受的电磁力进行定量分析,假设作用在处于漏磁场中的电流单元上的电磁力咖=衫咖,则作用在绕组或部分绕组的力=1人。只要漏磁场的5值较准确,就可以计算出作用在单独线匝或线段部分绕组或整个绕组上的电磁力。

  在稳态运行时,由于稳态漏磁场及稳态电流都不大,电磁力也不大,而在变压器突然短路时,暂态漏磁通密度将随着短路电流的大小成比例增长,绕组上所受到的电磁力也将随着电流的平方成比例增长因变压器短路时的电流最大值为额定电流值的16.67倍,则其绕组受到的电磁力可达额定运行时电磁力的几百倍,这样大的电磁力极有可能把绕组损坏另外。若电力系统保护功能失效,短路电流将持续定时间,但不能超过28,热效应也应该考虑。

  4漏磁场的分析稳态漏磁场属维场4,而暂态漏磁场由于其励磁源短路电流是个随时间而变化的函数,故应采用4维场,来描述。

  由于受数学分析方法的限制,早期研究漏磁场模时均假设漏磁场在轴向是对称的,以便将维场简化为维场,同时认为漏磁感应呈梯形规律分布。

  由于变压器绕组中漏磁场分布较复杂,精确计算绕组涡流损耗分困难,用两维涡流场解析或其改进式计算,误差较大。为克服解析法的不足,从20世纪70年代起,人们就将数值方法引人漏磁场的研究领域,使变玉器的设计或计算得到了改进。

  1973年泌如首先将有限元法用于变压器取得了较好的效果。但是为了简化计算,将绕组周围的磁场分布假设为轴对称的,用计算单柱的轴对称漏磁场来代替对相变压器整体漏磁场的计算。

  此外,在求解漏磁场时,都是从恒定场的微分方程出发,没有考虑涡流的影响汁算方法,在计及油箱压板夹件等结构部件中涡流的条件下,用有限元法计算短路情况下变压器的维时变电磁场,计算中,以矢量磁位作为场方程量的工作4.文献5用等效电流法求解了维静态漏磁场,文献6采用双分量积分方程法,忽略非线性主磁场与涡流的相互作用,分析了油箱涡流损耗维涡流场的分析仍然是目前最受重视的问杂性,而且计算工作量也大大增加。由于计算机性能问得到了定程度的解决7.电磁器件的多物理场耦合现象,以前由于受有限元发展的限制,很少进行耦合分析,近年来有限元软件的成熟使得这方面尽管数值分析方法还不尽如人意,还有众多需完善的地方,但不可否认的是,它是今后分析变压器漏磁场的主流方法。

  5结论漏磁场的大小及分布规律决定着绕组的感抗附加损耗及金属结构件中的损耗,它还决定着作用在绕组上的作用力及变压器的温升。

  传统的分析方法均假设漏磁场的感应分布与绕组磁势分布相似,多用维涡流场简化所得的近似公式计算,这与实际情况有较大出入,不应提倡。

  数值方法的引人,改进了变压器的设计或计算,并使其优化设计成为可能。进步完善数学模型及计算方法是今后发展的方向。

  随着电网的增大,运行方式日益复杂。暂态运行方式在变压器中出现的机率大大增加,为了适应此变化,开展对暂态漏磁场的研究是颇有必要的。

 

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