特种变压器低压三相大电流不平衡问题的研究

摘要

低压大电流绕组及其引线系统在整流变压器、电炉变压器等特种变压器中普遍存在。为了获取较大的低压电流，低压绕组匝数往往只有几匝，甚至是只有1匝。由于绕组匝数很少，引线阻抗相对于绕组阻抗而言具有了相当的水平，尤其是变压器内部的低压大电流母排自感、互感形成的复杂阻抗网络对低压电流的平衡产生了影响。
　　在对7200KVA/10KV大型电渣炉变压器检测中发现，其低压直流电阻不平衡率达到35％，负载测量时三相电流不平衡率更是高达56%。低压回路的直流电阻的计算较为容易，但产品通过改变低压回路的直流电阻来调节三相电流不平衡，未有明显效果。分析表明，对于低压少匝的特种变，其母排、引线的漏抗相对于直流电阻而言，对于低压阻抗的影响更大。传统引线电阻、电抗计算方法对于复杂的多支路并行、逆行（同向逆并联、非同向逆并联）、自感、互感、交叉电流母排网络不能有效的计算，造成不能准确的计算和调整三相负载电流平衡。
　　对于变压器复杂绕组和工况下的阻抗计算，有限元法提供了有效、便捷的手段。但文献未见对大电流引线漏抗和三相电流分布的仿真分析。因此需要运用先进的电磁场分析软件MagNet，采用多端子场路耦合等专业手段，计算出三相电流，减少反复调整试制的制造成本和时间，调整设计方案以达到用户技术要求。通过对三维漏磁场和低压大电流引线磁场的合理建模和有限元计算，得到了含有复杂的多支路母排网络的三相交流电流，仿真值与产品实测值接近，验证了数值分析的有效性。完成了出线系统的各个部分对不平衡电流的影响度分析。为优化三相电流分配提供了参照。根据电磁场有限元分析结果，指出了造成三相电流不平衡的主要原因和影响程度，对结构改进提出了建议。

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第1章 绪 论

1.1 背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 低压侧基本结构及计算

2.1 低压侧基本结构

2.2 电感的计算

2.3 本章小结

第3章 模型建立及遇到的问题

3.1 软件介绍

3.2 大型特种电渣炉变压器模型参数

3.3 各种组件属性设置

3.4 三维有限元网格

3.5遇到的问题和分析

第4章 结果分析和优化

4.1 试验工况计算结果

4.2 引线、连接线位置影响度分析（优化）

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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