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    电力变压器铁芯剩磁检测原理及实验分析
    发布时间:2020-07-24 10:43:29 浏览次数:60582次

    电力变压器铁芯剩磁检测原理

        当变压器铁芯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的励磁电流 的大区别在于励磁电流中存在较明显的偶次谐波励磁电流, 励磁电流的偶次谐波是存在剩磁的标志。 因此可通过对励磁电流的偶次谐波的测量来判断是 否有剩磁的存在。 由于单相变压器其空载电流就是铁芯的励磁电流, 并具有与励磁电流完全相同的特点, 因此可以用单相变压器来做实验。


    电力变压器铁芯剩磁检测原理实验分析

        此次试验选取一台单相变压器, 先加直流电流进行 一段时间的充磁, 然后对其做空载试验。 使用 TH-S型螺线管磁场测试组合仪来测量磁感应强度的大小, 磁感应强度的大小可反映剩磁量的大小, 从中可判断 剩磁量的大小对偶次谐波含量是否有影响。


    ①实验步骤

        连接好试验电路,如图 1 所示。

        将开关 K 打到 K2 处, 用直流电流源对单相变压 器一次侧进行直流充磁,持续 10~15min。 静置一段时 间后, 用 TH-S 型螺线管磁场测试组合仪对变压器铁 心磁感应强度进行检测,并记录数据。

        将开关 K 打到 K1 处,在变压器一次侧进行试验。 调整自耦变压器的输出电压,先使一次侧电压升高至 25%UN,检测励磁电流大小,并用示波器的 FFT 分解 功能对其中的偶次谐波含量进行分析,保存励磁电流 波形文件,记录实验数据。

        升高电压,每次 10%UN,直至额定电压 UN。每次需 检测励磁电流大小,用示波器对励磁电流中的偶次谐 波含量进行分析,保存励磁电流波形文件,并记录实 验数据。

        将变压器低压侧电压降至“零”,然后断开电源。 用高斯计对变压器剩磁量进行检测,记录试验数据。


    ②实验结果及分析

        将自藕变压器的输出电压调整到 5V,即 25%UN, 并使示波器工作在触发方式下, 得到合闸初始时刻励磁电流波形的 FFT 分解图形,如图 2 所示。

        由图 2 可看出, 当变压器中存在剩磁时, 即便剩 磁很小, 其励磁电流中也含有大量的谐波,除奇次谐波 外,还含有大量的偶次谐波,且偶次谐波中以 2 次谐波的 含量明显。 偶次谐波的含量与合闸初相角有关系, 不同的合闸初相角对偶次谐波的含量有很大影响。

        待交流电试验完成后,将电源断开,用磁场测试 仪的探头测量变压器的磁感应强度,霍尔电压几乎为 O, 说明此时已基本没有剩磁的存在。再将变压器通以 25%UN,励磁电流初始时刻波形的 FFT 分解图形如图 3 所示,可知当没有剩磁存在时,已基本没有偶次谐波 的存在, 此时主要含有以 3 次谐波为主的奇次谐波。


    ③EMTP仿真

        在 EMTP 软件中建立适当的单相变压器模型,设 置合闸初相角为 0, 测得无剩磁和有剩磁两种情况下 不同电压等级下的励磁电流初始时刻波形 FFT 分解 图。 剩磁大小设定为 0.7 倍饱和磁通。 通过实验得出: 无剩磁时,励磁电流中无偶次谐波存在;有剩磁时, 励 磁电流中出现了较明显的偶次谐波。


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