电力变压器励磁涌流影响因素的分析

摘要

在电力系统中，电力变压器是相当重要的电气设备，它具有非常复杂的运行条件，当变压器空载合闸或者突然切除变压器外部故障后，端电压立即恢复时，剩磁的存在可能会使变压器的铁芯深度饱和，导致暂态励磁电流非常大称为励磁涌流。励磁涌流除了会导致变压器的差动保护误动外，它引起的谐波污染、铁磁谐振、电网电压骤降等也对电力系统造成危害。因此讨论励磁涌流在各影响因素下的变化，对抑制励磁涌流、提高变压器性能以及改善电力系统供电质量都有实际意义。
　　对各影响励磁涌流的因素的讨论，本文首先从理论上推导了电力变压器励磁涌流的表达式，通过MATLAB中的SIMULINK分别搭建了单相变压器和三相变压器的空载合闸仿真模型，依据仿真结果分析了励磁涌流波形的特点，并分析各影响因素在不改变其他条件情况下对励磁涌流的影响。
　　进一步通过研究J-A磁滞模型，采用磁滞回线替代磁化曲线来修正变压器的铁芯磁导率，提出用循环迭代法求解模型中的5个参数，并依据J-A模型的微分方程利用SIMULINK搭建了仿真电路，仿出了不同剩磁下的磁滞回线。利用磁滞回线替代磁化曲线修正铁芯磁导率的优点在于能够更加精确的得到变压器一次侧电压与励磁电流的关系。
　　在J-A磁滞模型的基础之上建立了单相变压器的数学模型，并用其构成了三相变压器模型。最后利用所建立的模型，分别讨论了在不同影响因素下的单相和三相变压器励磁涌流的变化情况。获得不同影响因素下的励磁电流波形，并通过波形对比，得出不同因素对励磁涌流大小及波形的影响，验证了理论推导与分析的正确性。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 励磁涌流问题研究的发展与现状

1.2.2 J-A理论的发展与现状

1.3 主要研究内容

第二章 电力变压器励磁涌流的分析

2.1 励磁涌流产生原因及特点

2.1.1 单相变压器励磁涌流

2.1.2 三相变压器励磁涌流

2.2 励磁涌流的影响因素

2.2.1 合闸初相角

2.2.2 剩磁

2.2.3 电源电压

2.2.4 系统阻抗

2.3 小结

第三章 J-A磁滞模型的研究

3.1 磁滞回线的性质

3.2 J-A磁滞模型的基本理论

3.3 J-A磁滞模型的推导

3.4 J-A磁滞模型参数获取

3.5 小结

第四章 基于J-A的变压器建模与仿真

4.1 单相空载变压器的数学模型

4.2 基于J-A单相变压器仿真模型的实现

4.3 基于J-A三相变压器仿真模型的实现

4.4 小结

第五章 结论

参考文献

致谢