[发明专利]变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及材料磁变量的测量，具体地说是变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法。

背景技术

随着我国特高压直流输电技术的不断发展，变压器直流偏磁问题日益突出，并已经成为工程实际中亟待解决的课题。研究直流偏磁对交流变压器的影响对于变压器制造厂家、电力系统管理和建设部门都是十分必要，这已引起国内外变压器设计和科研人员的重视。

变压器直流偏磁现象是指由于某种原因导致变压器铁心中出现了直流磁通，使得变压器铁心呈现正负半周不对称饱和以及由此引起的一系列电磁效应。变压器在直流偏磁工作条件下，直流磁通和交流磁通相叠加形成偏磁时铁心的总磁通，在与直流偏磁方向一致的半个周期，铁心饱和程度大大增加，铁心损耗增大，同时导致铁心漏磁通增加，引起金属结构件的局部过热，严重时可引起变压器的损坏。

为了避免直流偏磁引起的变压器损耗增大并引发局部过热，必须对变压器铁心材料在其实际工作状态下的电磁性能进行测量，以便对变压器铁心结构进行优化设计。而实现这一目的前提是要准确测量变压器铁心材料的磁特性数据，其中铁磁材料的直流偏磁比总损耗曲线是用电磁场计算软件进行三维电磁场分析和计算材料损耗时必不可少的磁特性数据，为此首先是要获得在完全符合电力变压器发生直流偏磁的实际情况下的更加接近真实值的变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线。

近年来，在对电力变压器进行三维有限元分析时，不论是磁性材料中的电磁场分布还是损耗分布，其结果的准确度和有效性归根结底还是取决于该材料在其实际工作状态下的电磁性能。而电工材料供应商提供的变压器铁心材料的电磁性能数据通常是在标准规定的条件下测量得出的。对于用作变压器铁心材料的取向硅钢片的直流偏磁比总损耗曲线的获得，现有技术一般是采用传统的爱泼斯坦方圈测量的方法，其中单片测量仪的测量条件包括供电电源、环境温度和试件取样的严格规定，但是在这种标准条件下测量得到的数据，显然不能应用于变压器铁心材料取向硅钢片的直流偏磁问题的求解。因为直流偏磁条件下，硅钢片材料的磁化过程是交流激励电流和直流激励电流的共同作用过程，而上述方法中所采用的激励电流都是标准的正弦交流激励，没有考虑直流激励的影响。另外，日本学者高桥则雄等在冈山大学的实验室利用开放式单片测量系统，实现对铁磁材料在直流偏磁工作条件下的材料属性进行测量。利用该实验系统对在不同偏置磁场作用下硅钢片中铁磁材料的损耗进行了测量，得到了该材料在直流偏磁条件下的比总损耗曲线。该方法的缺点是：该系统激励的施加方式采用的是交流激励和直流激励并联加载的方式，与在线运行实际中的电力变压器发生直流偏磁问题时的串联激励方式不一致，所得到的变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线远偏离真实值，导致测量结果产生误差。如果即便该系统采用和实际工况相符的串联激励方式，那么由于该系统可测量的材料与实际变压器中使用的材料有很大区别，其工作磁通密度太低，也不足以说明电力变压器直流偏磁条件下的实际情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法，针对电力变压器常用的晶粒取向硅钢片，采用和实际变压器发生直流偏磁时相同的交直流串联激励的方式，模拟直流偏磁工作条件下叠积型铁心材料中的损耗分布，测量并获得变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线。这样的模拟测量方法，完全符合电力变压器发生直流偏磁的实际情况，获得的变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线接近真实值。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法，步骤如下：

A.制作变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法的所用装置