立体卷变压器低压箔绕出线结构对负载损耗的影响分析

变压器是电力系统的重要组成部分,负载损耗是变压器的重要技术指标。针对小容量非晶合金立体卷变压器负载损耗计算误差较大的问题,本文作者以400kVA非晶合金立体卷变压器为例,研究了低压引线对负载损耗的影响,计算了负载损耗的各组成成分,将计算值与试验值进行了对比分析,总负载损耗误差约为2.1%。研究发现低压侧引线结构对负载损耗的影响较大,低压侧箔式绕组与引线连接时造成箔式绕组电流分布不均,从而引起的绕组上的附加损耗可达绕组直流电阻损耗的2.6%;仿真模型中是否含低压引线,计算出的结构件损耗仿真值误差达基本铜耗的2.3%,通过仿真计算结构件涡流损耗时,应采用含低压引线的仿真模型。

考虑漏感频变特性的三相立体卷铁心变压器建模及分析

针对一种宽输入电压范围双向逆变电源,可采用磁集成方法提高其功率密度。与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、重量轻等优势,该文拟开展PWM非正弦激励下考虑漏感频变特性的立体卷铁心变压器建模相关研究。首先,基于Foster频变磁阻模型,提出一种考虑漏感频变特性的立体卷铁心变压器模型,通过全局优化算法计算模型参数;其次,针对级联H桥组合式DC-AC拓扑的典型工作点,分析了PWM非正弦激励的谐波特征,重点关注不同H桥之间各次谐波的相对相位关系,给出简化等效电路;最后搭建逆变电源试验平台,开展了稳态和动态试验,验证了模型的准确性。

立体卷铁心的单框损耗测量试验及验证

立体卷铁心变压器因其铁心具有独特的三相对称结构,具有损耗小、重量轻和散热效果好等优点。由于铁心结构和硅钢片的非线性导致铁心磁场中存在较强的3次谐波,使每个铁心单框处于非正弦激励状态,因此采用市电作电源无法直接测量立体卷铁心的单框损耗。本文通过建立立体卷铁心的三维有限元分析模型,分析了立体卷铁心的磁场分布特征,以此为基础测量并获取立体卷铁心单框的非正弦激励电压,并提出了一种快速测量立体卷铁心单框损耗的试验方法,验证了试验方法的有效性。

立体卷铁心变压器铁心参数计算

本文中作者给出了立体卷铁心变压器铁心截面面积的计算公式,并进行铁心重量的计算,与文献中给出的计算方法相比较,验证了该计算公式的正确性。

立体卷铁心变压器空载损耗工艺系数试验研究

通过三相立体卷铁心变压器在不同磁密下的空载损耗试验,对空载损耗的工艺系数进行了分析总结,阐述了立体卷铁心变压器空载损耗两种计算方法的差异和适用范围。

卷铁心变压器三维涡流场建模与计算

大型卷铁心变压器开始逐步在铁路系统中被推广应用,涡流场建模分析是卷铁心变压器的设计与优化过程中的基础,而现有叠铁心建模方法对于卷铁心适用性较差。对卷铁心变压器的涡流场建模进行了研究:首先针对于卷铁心的实际卷绕结构修正传统各向异性的等效电导率公式,提出适用于卷铁心变压器的三维涡流场建模方法;然后将铁心涡流损耗作为算例,用经典计算模型验证了卷铁心涡流场模型的有效性;最后应用所提模型计算铁路专用OD-R-32000/55卷铁心式自耦变压器的涡流损耗,并对比设备的现场实测值,验证了其实际工程中的适用性。结果表明:所建模型能够有效地计算出铁心涡流损耗,并且具有较好的现场适用性。

考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模及空载特性分析

与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、振动噪声低等优势,可应用于电力电子电能变换领域。为了提高系统整体功率密度,应尽可能提高变压器铁心工作磁通密度幅值,因此迫切需要准确评估立体卷铁心变压器在饱和边界状态的工作特性。该文主要研究考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模。首先基于Jiles–Atherton(J-A)磁滞模型建立三相磁路模型;其次建立立体卷铁心变压器有限元(FEM)二维等效模型,相比三维FEM模型,可以缩短96.66%的仿真时间,减少92.93%的内存占用空间,在此基础上研究了非正弦激励下立体卷铁心变压器的工作特性;最后基于80kV·A立体卷铁心变压器样机建立试验平台,验证了本文模型的准确性,并分析了零序三次谐波对磁通密度幅值的影响。

立体卷铁心变压器的磁特性与空载损耗分析

本文中作者以铁心磁特性为依据,测量了硅钢片的服役特性,并将硅钢片的服役特性应用于立体卷铁心变压器的空载损耗分析。

立体卷铁心的工艺系数和单框损耗的评价

以磁通密度波形为测量硅钢片损耗的参考波形,对比分析了按GB/T 3655-2008和IEC/TR 62383-2006测量的硅钢片损耗曲线之间的差别,评价了利用两种损耗曲线得到的立体卷铁心的工艺系数,提出了一种立体卷铁心单框损耗的评价方法。

立体卷铁心纵剪边料完全消化方法

介绍了立体卷铁心在纵剪分切时余料和边料产生的机理,给出了真正做到硅钢带材利用率达到100%的方法,并通过实例进行了验证。

立体卷铁心敞开式干式变压器的结构技术特点和发展前景

本文中作者介绍了立体巻鉄心敞开式干式变压器的结构特点及工艺流程,并阐述了其新的应用领域和发展前景。

立体卷铁心有载调容配电变压器的技术特点和设计要点

本文中作者围绕立体卷铁心的技术特点及有载调容变压器的工作原理,阐述了立体卷铁心有载调容变压器的设计要点,并介绍了立体卷铁心有载调容配电变压器的市场前景。

取向硅钢在立体卷铁心中的服役特性研究

根据立体卷铁心的磁路特点和磁密分布情况,以及硅钢片的磁化特性和励磁绕组接线方式,分析了磁密波形中产生谐波的原因。将铁心框磁密波形的频谱分析结果作为测量条件,测量取向硅钢在立体卷铁心变压器中的服役特性。通过分析不同规格取向硅钢的磁化特性,以及不同规格取向硅钢在不同型号立体卷铁心中的应用情况,提出硅钢片服役特性的测量依据,根据不同规格硅钢片的测量结果提出选型建议。

基于耐热刻痕取向硅钢的S15型立体卷铁心变压器研制

随着我国取向硅钢技术不断进步,国产耐热刻痕取向硅钢在开发和生产方面取得了突破性进展。同时,立体卷铁心作为先进的变压器铁心结构,以节能、节材、环保和安全可靠等优点,代表变压器未来发展方向,近年来在电力、新能源、整流、轨道交通、电炉、电抗器等领域蓬勃发展。基于我国自主研发的耐热刻痕取向硅钢,以立体卷铁心为研究对象,经过多种设计方案的反复验证,对产品关键部件进行结构性仿真分析,并结合立体卷铁心特有的设备及工艺进行研究,成功研制出10 kV电压等级、S15型油浸式立体卷铁心变压器。产品的空载损耗较GB20052-2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》的1级能效限定值降低约32%,负载损耗降低约18%,噪声水平低至32 dB,为“双碳”目标的实现以及“变压器能效提升计划”的进一步实施提供新型绿色低碳电力设备。