换流变压器漏磁场及性能参数的工程计算研究

作     者：韩莹 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李俊卿;王建民

授予年度：2017年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：换流变压器 漏磁场 MagNet 性能参数 工程计算 

摘      要：在高压直流输电系统中,换流变压器是重要设备之一,它的电、磁、热、机械性能对电网的安全、可靠运行至关重要。由于换流变压器运行时含有高次谐波电流,因此,其漏磁场及相关性能参数计算较普通变压器的性能计算更加复杂,产生的可靠性问题也更加突出,而传统的经验或解析方法已很难满足设计性能要求,为此,本论文针对典型换流变压器的结构特点及设计性能分析,通过将实际复杂的三维非线性、非正弦瞬态涡流场计算问题进行合理简化,并转化为二维或三维等效计算问题,以提高计算效率及满足产品性能要求。因此,对换流变压器漏磁场以及短路阻抗、短路机械力等性能参数进行工程计算研究,有着非常重要的工程应用价值和理论意义。本文进行的主要研究工作如下:(1)查阅和了解国内外换流变压器及电磁场的相关文献资料,在此基础上通过对典型换流变压器的结构特点进行分析并合理简化,利用通用电磁软件Mag Net建立了非正弦激励的二维瞬态场计算模型,并且对漏磁场的分布进行了仿真分析以及短路阻抗的计算验证;(2)从工程应用出发进一步简化等效为正弦稳态场,利用数值计算与解析相结合的方法对换流变压器漏磁场、短路机械力和附加损耗进行了数值计算与谐波影响的验证分析,得到了指导产品的应用结论和有效的工程计算方法;(3)利用国际基准模型和三维有限元计算软件,对比分析了表面阻抗法与分层法在计算导磁钢板杂散损耗方面的性能特点,得出了用表面阻抗边界法计算换流变压器金属结构件三维杂散损耗,能有效地提高计算效率和满足产品设计需要等的工程应用结论。