模拟三维杂散损耗的第21国际基准问题

本文介绍由作者提出并被国际ＴＥＡＭ指导委员会批准的以电力变压器杂散损耗为工程背景的第２１国际基准问题，以及对其进行的三维涡流场、杂散损耗分析及实验验证，并讨论三维涡流研究成果的工程应用前景。

国际TEAM Problem 21基准族及工程涡流问题模拟

扼要介绍所提出并建立的面向电气工程的TEAM Problem 21基准族的发展,给出关于基准模型的最新研究成果,进一步验证三维非线性涡流分析方法和软件的工程有效性,详细模拟在电工领域中一些实际的关键结构中的电磁行为和杂散损耗问题。

江苏省新型工业化发展战略研究

本文以江苏省“科教兴省、经济国际化和走新型工业化道路”的宏观发展战略为研究背景,在全面研究全省工业化发展水平和时代特征的基础上,提出了走符合新的科学发展观和区域协调发展理论的江苏省新型工业化发展道路,构筑了全面协调、健康发展的新型工业化发展战略体系,并研究制定了重点实施内容、评价指标及相关政策。

浅议余慈地区中小民营企业员工稳定性问题

本文利用2008年实地调研数据,系统分析了浙江余慈地区民营中小企业员工稳定性现状。研究发现:该地区民营企业存在人力资源管理机构设置不完善、企业没有制定健全的人才储备计划、招聘方式传统而单一、对关键员工缺乏有效的激励机制等问题,由此导致企业员工流动性高,进而增加了企业用工成本和用工效率,不利于企业的生存和发展。

直流偏磁对三相电力变压器的影响

为了研究直流偏磁对电力变压器运行性能的影响,基于改进的变压器直流偏磁电路-磁路耦合模型,考虑铁心材料的涡流效应,定量分析了不同铁心形式和绕组联结的电力变压器产品直流偏磁下的励磁特性、漏磁特性、二次感应电动势特性和心柱直流偏置特性。通过定义变压器的直流偏置系数,统一评估了不同产品的耐受直流偏磁能力。分析结果表明,变压器直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变,谐波含量增加;绕组外漏磁加剧;同时二次感应电动势保持不变。三相三柱式铁心变压器受直流偏置的影响最小,而YN,yn联结单相三柱变压器组受直流偏置的影响最大。三角形联结绕组的存在对提高变压器的直流偏磁耐受能力具有积极意义。

直流偏磁条件下变压器励磁电流的实验与分析

直流偏磁工作条件下,变压器励磁电流的实验与分析是研究变压器直流偏磁电磁特性的关键问题。本文基于产品级的叠片铁心模型,模拟直流偏磁变压器铁心的实际工作状态;研究了因高压直流输电引起电力变压器直流偏磁工作条件下,变压器励磁电流的实验测量方法及其仿真计算与分析。提出并利用Matlab计算软件实现了直流偏磁励磁电流的工程解法,数值计算的结果证明了本文方法的有效性和正确性。

HVDC中直流偏磁电力变压器叠片铁心损耗及磁通分布

为了研究高压直流输电系统中直流偏磁电力变压器叠片铁心中的损耗及磁通分布,提出并研制了完全按照电力变压器铁心的标准设计和叠装工艺制作的叠片铁心模型。通过模型实验获得了叠片材料在不同偏置磁场作用时的损耗曲线,解决了直流偏磁条件下叠片铁心三维电磁场数值计算中所需要的材料性能数据问题。考察了不同偏置磁场作用下变压器铁心取向硅钢片中的损耗和磁通分布,研究不同偏置磁场强度对取向硅钢片特性的影响,提出解决计算三维非线性和各向异性涡流问题的实用措施。研究表明,不同偏磁工况下模型铁损和磁通的计算结果和测量结果具有较好一致性,所得结果和结论有助于通过优化设计来提高电力变压器的性能指标。

变压器直流偏磁的电路-磁路模型

提出一种电力变压器直流偏磁的电路-磁路模型。该模型根据电力变压器铁心和绕组的空间几何结构,建立了电力变压器的磁路结构,可有效反映电力变压器内部的磁通链耦合关系。为考虑铁磁材料中涡流效应的作用,提出铁心的频率相关非线性磁阻计算公式,并利用网络综合方法建立铁心磁阻的等效磁路模型。在一台三相电力变压器模型上进行了实验研究和仿真计算,实验结果和计算结果吻合,表明所提出的模型可有效地应用于电力变压器直流偏磁问题的研究。

大型电力变压器直流偏磁分析的磁路建模与应用

为了深入理解电力变压器在直流偏磁工况下的运行特性以提高电网安全运行性能和变压器本体设计,针对大型电力变压器产品的直流偏磁计算要求,提出了改进的磁路模型;根据铁心和绕组的几何结构形成磁路的拓扑,在铁心磁阻的计算中考虑涡流效应的作用,同时将铁心接缝气隙的作用引入计算模型中,建立了大型电力变压器直流偏磁的磁路模型;基于矢量匹配法获得铁心等效磁路模型中元件参数的最优解;基于铁心接缝气隙的几何结构和磁场分布特性,通过分段处理,建立了气隙等效磁路模型。作为应用实例,计算了2种不同铁心结构的大容量电力变压器产品的直流偏磁性能。验证了这些模型分析大型电力变压器直流偏磁的有效性。计算表明直流偏磁使变压器产品建立工作磁场更加困难;变压器的绕组漏磁显著增加,而且不同的变压器铁心结构受直流偏磁的影响存在差异。

基于直流偏磁实验的叠片铁心磁化特性分析

铁心中直流磁通的预测是研究变压器直流偏磁问题的关键。本文提出基于损耗函数的改进迭代法,在考虑磁滞效应的同时对基本磁化曲线进行修正,计算叠片铁心内的直流磁通。通过比较励磁电流的测量值与计算值,验证了该方法的有效性和正确性。获得了直流偏磁条件下叠片铁心的磁滞回线和基本磁化曲线,对有无直流偏磁条件下的基本磁化曲线进行了比较。提出了准确模拟直流偏磁磁滞回线的方法,并分析了直流偏磁下的铁心损耗。

基于漏磁补偿的变压器结构件损耗与磁通分布研究

为研究电力变压器内部由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,提出并设计了基于漏磁补偿的试验模型,考察了不同磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布。通过试验研究和数值计算获得了电力变压器不同类型屏蔽结构中的杂散损耗和磁通密度分布情况,并进行了对比分析。提出了采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的实用措施。在不同激励条件下,测量得到的损耗结果和仿真结果具有很好的一致性,说明了提出的结构件杂散损耗试验研究和仿真分析方法的有效性。试验和仿真结果同时表明:在相同的漏磁通激励条件下,立式磁屏蔽相对平式磁屏蔽的损耗值更低,以磁屏蔽中心工作磁通密度1.5 T为例,立式磁屏蔽的损耗约为平式磁屏蔽损耗的20%左右。

应用谐波平衡有限元法的变压器直流偏磁现象分析

应用谐波平衡有限元法对电力变压器直流偏磁现象进行研究。根据稳态激励下电磁场的周期性,以谐波形式表达电路和磁场中的变量;通过对铁心磁阻率的谐波分解,建立了考虑场路耦合关系的谐波平衡有限元方程。通过直接求解激磁电流和磁矢量位的谐波解,分析了直流偏置量与直流磁通之间的关系并得到各次谐波状态下磁通分布的局部涡旋效应。同时应用爱泼斯坦方圈铁心模型进行了不同直流偏置量下的直流偏磁实验,计算结果和实验结果吻合较好,证明了该方法在直流偏磁现象研究中的有效性。

各向异性取向硅钢片的多方向磁性能模拟

为了研究取向硅钢片不同方向的磁特性,采用标准的爱泼斯坦方圈磁特性测量方法,对取向硅钢片(30P120)试样进行实验研究,试样的剪切方向分别与轧制方向成不同角度的夹角。基于试样磁化曲线的实验数据和传统的椭圆磁导率模型,考察取向硅钢片的磁性能随夹角变化的情况,得到了抛物线磁导率模型和混合磁导率模型。理论分析和实验结果表明,抛物线磁导率模型适用于模拟取向硅钢片不饱和区的磁化曲线,混合磁导率模型适用于模拟取向硅钢片饱和区的磁化曲线,有助于提高工程电磁场问题的计算精度。

HVDC中电力变压器直流偏磁屏蔽效应研究

为了研究高压直流输电系统(HVDC)中电力变压器发生直流偏磁状况时,由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,本文提出并建立了基于漏磁补偿的实验模型进行了详细地实验研究和仿真分析。重点考察不同直流偏磁激励下变压器磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布,研究交流激励源和直流激励源之间的交叉作用对屏蔽构件损耗特性的影响。通过详细的模型实验分别获得了电力变压器磁屏蔽构件在标准的正弦激励作用和不同直流偏置磁场强度作用时的损耗和磁通分布情况并进行了对比分析。提出采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的工程实用措施。不同直流偏磁激励条件下模型杂散损耗的计算结果和测量结果具有较好的一致性,所得结果和结论有助于通过优化设计来提高电力变压器磁屏蔽的性能指标。

直流偏磁条件下叠片铁心的磁性能模拟

基于完全按照电力变压器的标准设计和制作的叠片铁心模型,模拟变压器叠片铁心直流偏磁工作条件下的综合磁性能。利用实验获得的绕组感应电压和励磁电流等性能数据,计算得到了叠片铁心的直流磁化曲线。基于电压电流实测数据和直流磁化曲线的计算结果,提出了直流偏磁条件下变压器铁心中直流磁通的仿真求解方法,进而确定了偏磁工作条件下铁心模型的磁滞回线族。利用Matlab软件对变压器铁心在直流偏磁工作条件下的损耗进行了实验研究和分析,获得了不同偏置磁场作用时变压器叠片铁心的损耗曲线,可用于直流偏磁电磁场的分析以及产品的电磁设计。

电力变压器三维漏磁场及铁芯拉板涡流损耗的计算

应用双标量磁位的表面阻抗法计算了一台电力变压器的三维漏磁场，将计算的漏磁通密度和铁芯拉板的最高温升与测量值进行了比较，结果能满足工程设计要求。分析了铁芯拉板的宽度、开槽数及变压器负载电流对拉板涡流损耗和最高温升的影响。

基于爱泼斯坦方圈组合和损耗加权处理技术的取向电工钢磁性能扩展模拟

提出了一种基于爱泼斯坦方圈族(包括标准25cm爱泼斯坦方圈、缩比的17.5cm和20cm爱泼斯坦方圈)和二级加权处理方法对爱泼斯坦测试数据,包括有效磁路长度、比损耗、励磁功率,进行处理的晶粒取向电工钢磁性能扩展模拟方法。详细地考察了励磁频率、试样剪切角度和环境温度对爱泼斯坦方圈测量结果的影响。研究结果表明,利用本文提出的爱泼斯坦方圈组合以及二级加权处理技术,可以有效地建立取向电工钢损耗模拟模型,从而更加准确地确定了取向电工钢的损耗,改善并提高了爱泼斯坦磁性能测试数据的应用价值。

定点谐波平衡有限元法与叠片铁心直流偏磁磁化特性研究

直流偏磁磁化曲线的非对称性导致传统谐波平衡有限元法中磁阻率的不连续。定点技术基于B-H-M的磁场本构关系,将磁场强度分为线性和非线性两部分,克服了磁阻率不连续的问题。将定点技术引入到谐波平衡有限元法中,基于直流偏磁磁化曲线计算励磁电流和叠片铁心内的磁场。通过适当选择定点磁阻率的值,加快谐波解的迭代收敛速度。基于直流偏磁磁化曲线和无偏磁磁化曲线对变压器叠片铁心模型进行有限元分析,计算结果表明,直流偏磁引起的铁磁材料磁化特性的改变会对励磁电流、磁场等产生影响。

基于漏磁通补偿的导磁钢板直流偏磁杂散损耗特性模拟

为了研究电力变压器内部由导磁钢板(Q235B)组成的结构件(如铁心拉板、变压器油箱等)在直流偏磁工作状态下的杂散损耗特性。本文提出了一种基于漏磁通补偿的杂散损耗模拟方法,设计和研制了相关的实验模型,并进行了详细地实验研究和对比分析。重点考察不同程度的直流偏磁激励下导磁钢板的杂散损耗和漏磁通分布,研究交流激励和直流激励之间的交叉作用对杂散损耗特性的影响。通过详细地模型实验研究,分别获得了电力变压器内由导磁钢板组成的结构件在标准的正弦激励作用和直流偏置激励作用时的杂散损耗和漏磁通的分布情况并进行了对比分析。所得实验数据、结果和结论可为电力变压器的电磁设计和优化提供参考,具有一定的工程实用价值。

采用基准模型的导磁钢板及取向硅钢叠片的电磁特性

为了研究电力变压器内由导磁钢板和取向硅钢片组成的结构件在实际工作状态下的电磁特性,基于Problem21基准族中的Model B及Model M1,考察不同激励方式下导磁钢板及取向硅钢片的损耗和磁通的分布,研究不同激励源之间的交叉作用对导磁钢板和取向硅钢片特性的影响,提出解决计算三维非线性和各向异性涡流问题的实用措施,不同激励方式下铁损和磁通的计算结果和测量结果具有较好一致性,所得结果和结论有助于通过优化设计来提高电力变压器的性能指标。