计及铁心损耗和磁滞效应变压器模型的研究

摘要

变压器是电力系统中重要的电气设备之一，分析变压器铁磁谐振、电磁暂态过程、直流偏磁以及励磁涌流等问题需要建立准确的变压器模型。变压器模型的建立主要受到三方面因素影响：饱和、磁滞以及涡流影响。
　　本论文以变压器的空载实验为基础，通过利用铁芯损耗以及磁滞效应为基础建立工频条件下变压器等效参数模型。在所建立的变压器模型基础上，结合神经网络算法可以得到不同频率下变压器模型参数特性。进而利用分段线性化方法对所建立的变压器模型进行求解励磁电流，所求解的励磁电流与实验测量励磁电流结果吻合很好，进一步证明本文所提方法有效性。
　　首先，利用非线性电阻与非线性电感并联来模拟变压器励磁支路参数特性，基于铁芯损耗以及磁滞效应来建立工频条件下的变压器非线性参数模型。对所建立的变压器非线性模型给出等效电路模型以及详细的参数计算方法。在此基础上，并对两种不同铁磁材料的变压器进行空载实验以验证本文所建立模型的准确性。实验结果表明，本文方法所得到的变压器参数特性与实验测量结果吻合的很好，进一步证明了本文所建模型的准确性。
　　其次，从铁芯损耗和磁滞效应思路出发结合变压器空载实验数据进一步建立不同频率下变压器模型。同时本文可以结合神经网络算法得到任意频率下变压器模型。与此同时，为了证明本文方法的有效性，通过对一台实际单相三柱变压器JMB-500进行空载实验来进一步验证本文方法的有效性，验证结果表明，本文方法所得变压器参数特性与实验测量结果吻合的很好。
　　最后，结合分段线性化方法对建立的变压器模型进行求解。为了验证本文所求解变压器模型方法的准确性，对变压器进行空载实验。应用所建立的变压器模型结合分段线性化迭代的思想所求解得到的变压器励磁电流与实验测量得到的励磁电流进行比较，验证结果表明，所求解得到的励磁电流与实验测量励磁电流吻合很好，证明本文方法的有效性。

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第1章 绪 论

1.1选题背景以及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 计及铁芯损耗和磁滞效应改进的变压器模型

2.1变压器的基本原理及铁芯铁磁材料

2.2 变压器损耗

2.3 爱波斯坦方圈

2.4 计及铁芯损耗和磁滞效应改进的变压器模型

2.5 实验验证

2.6 本章小结

第3章 不同频率下变压器模型的建立

3.1 谐波对电力系统的影响

3.2 不同频率下变压器参数的计算

3.3 BP神经网络对变压器模型应用

3.4 本章小结

第4章 变压器励磁电流参数的求解

4.1 引言

4.2 非线性元件的分段线性化

4.3 实验验证

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研工作

致谢