[发明专利]一种变压器铁芯剩磁的测量方法

说明书

本发明涉及一种变压器铁芯剩磁的测量方法，该方法包括以下步骤：1)获取变压器铁芯的磁化曲线，该磁化曲线揭示空载电流的直流分量与铁芯剩磁的关系；2)在变压器绕组上加载380V交流试验电压，测量获得空载电流；3)获得所述空载电流的直流分量；4)根据所述磁化曲线和直流分量获得铁芯剩磁。与现有技术相比，本发明具有简便可行等优点，能定量测定主变铁芯的剩磁量，指导主变铁芯剩磁的消磁方案的制定，评估消磁效果，为主变试验和运行提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及变压器试验及运行领域，尤其是涉及一种变压器铁芯剩磁的测量方法。

背景技术

变压器依靠电磁感应作用运行，以磁场作为耦合场。变压器铁芯一般选用磁导率较高的铁磁材料，比如硅钢片。铁磁材料的磁导率是非线性的，其数值随着磁场强度的变化而变化。铁磁材料之所以有高导磁性能，是由于铁磁材料内部存在着很多很小、有确定磁极性且具有很强磁化强度的磁畴，如图1所示。在外界磁场作用下，磁畴沿外磁场方向重新有规则排列，从而实际产生的磁场要比非铁磁材料中的磁场大得多。

磁畴的极化需要经历一个过程，因此在磁化过程中，铁磁材料中的磁感应强度B的变化滞后于外磁场强度H的变化，即磁滞现象。在交变外磁场下，铁芯磁感应强度B随着外磁场强度H的变化曲线成为磁滞回线。用不同的Bm值可测出不同的磁滞回线，将所有磁滞回线在第I象限的顶点连接起来，得到的磁化曲线叫做基本磁化曲线，如图2所示。由于大多数铁磁材料的磁滞回线都很窄，因此，在工程应用中，可用基本磁化曲线代替磁滞回线解决问题，其误差为工程所允许。

变压器切断电源以后，在铁芯中保留的磁链称为剩磁。剩磁会增大主变合闸时的励磁涌流，增大励磁电流中的谐波，增加变压器功耗，还可能引起继电保护误动作，对主变的运行造成不利影响，同时，剩磁还可能使后续试验结果异常。

剩磁的产生途径主要是直流电阻试验，其剩磁的多少取决于变压器绕组通过的直流电流强度和时间。在变压器直阻试验中，为提高测量精度、缩短测量时间，通常用大电流测试仪器，超过励磁电流，使铁芯饱和，会产生严重剩磁。另外，在空载变压器分闸时也会产生剩磁，但目前主变铁芯均采用软磁材料，剩磁量较少，相应危害也比较小。

为了保证后续试验的准确和主变运行安全，要求做过直流电阻试验之后对主变进行消磁，但消磁效果无法检查。后续低电压空载试验中，常出现试验结果常与出厂试验不一致的情况，不能真实反映变压器内部状态。需要现场进行二次消磁，增加试验工作量和工作时间。另外，在超高压主变合闸试验中，也出现过由于铁芯剩磁的影响，导致主变励磁涌流过大，触发主变重瓦斯保护动作的事情发生。

综上可知，主变剩磁量的测量技术对主变试验和安全运行有着重要意义。综合目前国内外研究现状，目前对于主变剩磁的研究集中消磁技术，对于剩磁的测量涉及较少。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简便可行的变压器铁芯剩磁的测量方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变压器铁芯剩磁的测量方法，该方法包括以下步骤：

1)获取变压器铁芯的磁化曲线，该磁化曲线揭示空载电流的直流分量与铁芯剩磁的关系；

2)在变压器绕组上加载380V交流试验电压，测量获得空载电流；

3)获得所述空载电流的直流分量；

4)根据所述磁化曲线和直流分量获得铁芯剩磁。

所述变压器铁芯的磁化曲线由主变空载特性曲线转换而成。

将主变空载特性曲线转换为变压器铁芯的磁化曲线时，设定如下假设：

a)忽略铁芯中的磁滞和涡流损耗；

b)忽略绕组电阻；