电力变压器铁心剩磁检测方法研究.pdfVIP

研 究 与 分 析 YANJIUYUFEN× 电 变压器铁 磁梭 方 舔究 陈文臣，刘 帆 ，陈 颢 ，李子浈4 (1．武汉大学电气工程学院，湖北 武汉 430072； 2．重庆大学输变电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044； 3．江苏方天电力技术有限公司，江苏南京 211102；4．二滩水电开发有限责任公司，四川 成都 610051) 和及存在剩磁会出现很大的励磁 电流即励磁涌流 。 O 引言 其特点是含有很大成分的非周期分量，含有大量的 高次谐波分量且以2次谐波为主，波形之间有间断， 电力变压器是组成 电网的重要元件之一 ，在电 其大小和衰减时间与外加电压、铁芯剩磁大小和方 网的安全稳定运行中具有极其重要的作用。对电力 向、回路阻抗、变压器容量及铁芯性质有关。交流磁 变压器进行电压比、直流电阻测量和空载实验等操 势的某半波方向与剩磁方向一致时，铁芯急骤饱和． 作后会在铁芯中残留剩磁。当变压器投入运行时铁 出现偶次谐波。如图1所示，一台500kV单相变压器 芯剩磁使变乐器铁芯半周饱和 ，在励磁 电流 中产生 具有剩磁 ．在施3H50％~H100％额定 电压时．均 出现 大量谐波 ，这不仅．L~Dil了变压器的无功消耗 ，而且可 较明显的偶次谐波励磁电流，励磁电流的偶次谐波 能引起继电保护装置误动作，造成一定的经济损失。 是存在剩磁的标志 。 另外，铁芯的高度饱和使漏磁增加，引起金属结构件 和油箱过热，局部过热将使绝缘纸老化并使变压器 油分解 ，影响变压器的寿命。基于上述原因，在变压 器运行时或投入运行前对剩磁量进行检测并采取有 效措施消除或减少铁芯剩磁量十分必要，对于保护 变压器正常运行、维护电力系统的稳定与安全十分 重要。 目前变压器铁芯剩磁检测在国内外还没有明 确、成熟的方法 。因此研究出一种方便有效的剩磁检 测方法具有重要意义_li。 1 变压器铁芯剩磁产生原因及特点 剩磁的产生是铁磁材料固有的磁滞现象l3l。电 力变压器绕组直流电阻测试后，会在铁芯中残留剩 磁。一般说来，直流磁化的安匝数愈大，剩磁愈严重。 具有剩磁的变压器被施Di]5oHz交流电压，当变压器 空载投入或外部故障切除后电压恢复时，因铁芯饱 图 具有偶次谐波的励磁 电流波形 收稿 日期 ：2009—08—06 作者简介 ：陈文臣 (1986 )，男，四川德阳人 ，硕十研究生，主要研究方 向为高 电压与绝缘技术。 YANJIUYUFENXI礅 究 与 顿 _ 2 变压器剩磁检测原理方法 电压源 当变压器没有剩磁时，也会产生励磁涌流。此 时涌流中的谐波主要是以3次谐波为主的奇次谐波， 另外还有其它高次谐波。当变压器中存在剩磁时可 使其产生更大数值的励磁涌流，而此时的励磁 电流 与无剩磁时励磁 电流的最大区别在于存在较明显的 图2 剩磁检测试验电路 偶次谐波励磁电流，励磁 电流的偶次谐波是存在剩 磁的标志。因此可通过励磁电流偶次谐波的测量来 判断是否存在剩余磁通。偶次谐波包含2、4、6、8 … … 等次谐波，而其 中又以2次谐波含量最为明显。 因此本文主要采取以测量2次谐波为主的谐波测量 方法来判断有无剩余磁通的存在。谐波测量采用了 FFT算法 。用具有FFT分解功能的示波器对其空载电 流进行傅立叶分解和波形记录，得出包含偶次谐波 在 内的各次谐波含量的分布图，从而判断是否有剩 磁的存在 3 剩磁检测试验及结果分析 第2章提出了利用检测励磁电流的偶次