间谐波激励下电工钢磁化特性的测量与计算

作     者：贾一凡 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李慧奇

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：爱泼斯坦方圈 叠片铁心 间谐波 磁化特性 Prony算法 

摘      要：电力系统电能质量问题一直以来都是电力系统的重要研究课题之一。随着特高压直流输电和柔性交流输电技术的应用,风力发电机组的大量建设,冶金、煤炭等工业部门中对电力电子设备的大量使用,电力系统中的间谐波问题越来越被研究者重视。本文在充分研究各间谐波源产生间谐波的机理、产生的间谐波频率和磁材料特性测量方法基础上,对电工钢片和叠片铁心模型在间谐波激励下的磁化特性和损耗特性进行了系统的实验研究,基于改进的磁路-电路耦合模型对电工钢片在间谐波工况下的励磁电流进行了计算分析。(1)基于《GB/T 3655-2008用爱泼斯坦方圈测量电工钢片(带)磁性能的方法》,采用高精度功率分析仪和录波仪等设备,搭建了可产生任意间谐波激励的电工钢测量平台。激励中各分量的幅值和频率均可控,为研究提供了基础。基于该平台对不同间谐波激励下电工钢片的磁特性和损耗特性进行了实验研究。应用Prony算法分析了间谐波激励下电工钢片的励磁特性。研究了间谐波频率和幅值对电工钢片励磁和损耗特性的影响规律;(2)为研究间谐波对实际变压器的影响,按实际电力变压器铁心的标准工艺设计并制作了产品级变压器铁心模型,为方便对比研究,铁心模型钢片型号与爱泼斯坦方圈中所用电工钢片相同。实验分析了间谐波工况下铁心模型的磁特性以及损耗特性。并对其与电工钢片在间谐波激励下特性的异同点进行了研究;(3)提出一种计及磁滞影响的单相变压器等效模型,通过将标准爱泼斯坦方圈与叠片铁心模型在工频正弦激励下励磁电流计算结果与实验结果相对比,证明了该计算模型的准确性。相较于现有计算方法,该模型大大提高了计算速度。最后,对标准爱泼斯坦方圈模型在间谐波激励下的励磁电流进行了仿真分析。