东莞变压器铁心剩磁估量

　　东莞变压器空载合闸时，会因铁心的饱和出现励磁涌流，其励磁涌流可为东莞变压器额定电流的若干倍。随着东莞变压器容量的增加，空载合闸励磁涌流将变得更大，空载合闸励磁涌流对系统运行、设备安全和保护动作都会产生一定的影响，甚至会产生严重的后果。

　　目前，已有多种技术方法用于抑制东莞变压器的空载合闸励磁涌流，如：在东莞变压器的低压侧加装电容器、内插电阻和同步关合技术等方法。除了同步关合技术方法以外，其他方法都增加了设备投资费用和操作的复杂性。同步关合技术的核心是根据分闸后铁心中的剩磁确定合闸时刻。只要合闸时刻，能避免东莞变压器铁心磁通的饱和，就可以有效地抑制东莞变压器的空载合闸励磁涌流。

　　预估东莞变压器分闸后铁心中的剩磁是实现同步关合技术的关键。提到了多种关于剩磁或磁场的经典计算模型或方法，包括Preisach模型、Product模型、Stoner-Wohlfarth模型。但是以上模型计算方法都涉及部分不可直接测量的参数，故在东莞变压器铁心剩磁的具体预估中实用性不大。

　　为了使东莞变压器铁心剩磁的预估达到工程实用性，可以将东莞变压器铁心剩磁与东莞变压器分闸时刻的电流幅值和相角关联起来，只要获取到东莞变压器分闸时刻的电流幅值和相角与东莞变压器铁心剩磁的关系特性，则依据东莞变压器分闸时刻的电流幅值和相角就能预估东莞变压器的铁心剩磁。要获取此关系特性，可就东莞变压器进行空投试验，或依据东莞变压器的空载合闸运行，记录不同的分闸时变压器厂家认为刻电流幅值和相角，测量不同分闸时刻电流幅值和相角下的东莞变压器铁心剩磁。

　　随着记录和测量数据的丰富和完善，东莞变压器分闸时刻的电流幅值和相角与东莞变压器铁心剩磁的关系特性将更加易于获取。

　　东莞变压器分闸后铁心中的剩磁通常可由专有仪器（如磁通计WB-1）进行测量，但因测量的复杂性，很难在东莞变压器运行现场测量。但实际工程中，在了解东莞变压器空载合闸角的前提下，利用东莞变压器空载合闸后在东莞变压器一次侧检测到的电压电流数据，寻找东莞变压器的铁心饱和时刻，就可以估量东莞变压器分闸后铁心中的剩磁。

　　1东莞变压器空载合闸的暂态过程以单相东莞变压器为例来分析东莞变压器空载合闸的暂态过程。东莞变压器一次侧的输入电压为在东莞变压器空载合闸时刻电感，在忽略一次侧绕组的漏感情况下，L近似为东莞变压器的励磁电感；i为励磁电流。

　　考虑到东莞变压器空载合闸时刻的东莞变压器励磁电在东莞变压器铁心饱和前，可得励磁磁通为剩磁‘（t）可表示为由于东莞变压器暂态磁通分量和铁心剩磁的作用，在多种合闸情况下东莞变压器铁心内的总磁通会偏向时间轴一侧，即一侧的东莞变压器磁通会增加很大。当东莞变压器磁通增加到使东莞变压器铁心饱和时，东莞变压器将出现励磁涌流。

　　2东莞变压器铁心剩磁的估计2.1剩磁初值估计在东莞变压器铁心出现饱和的时刻，东莞变压器磁通可称为东莞变压器饱和磁通，并可表示为对于一个铁心材料和结构确定的东莞变压器，当铁心未饱和时，可将R和L认为常数；当铁心出现饱和时，可将饱和磁通‘近似认作为一个定值。在东莞变压器的R和L、饱和磁通’、东莞变压器空载合闸角a铁心饱和时刻ts都已确定的基础上，依据式（7）东莞变压器铁心的剩磁初值可估计为=，东莞变压器绕组电阻为于一次绕组电阻值R；Pk为东莞变压器的负载损耗，kW.PkU2N由于电流有效值小，故合闸时东莞变压器一次绕组电阻的分压作用可以忽略，并结合本东莞变压器的结构特点，可取一次绕组电阻值R通过给出方法，得到铁心磁路饱和前绕组的电感I1.130845H；铁心磁路饱和时间ts0.00554s.由于该实验用东莞变压器的铁心是由0.28~0.35mm冷轧取向电工硅钢片制成的。其铁心饱和磁通按中间值进行计算所以有代入以上已知参数，计算得本次合闸前铁心内3.2剩磁-分闸角模型60组铁心磁路达到饱和的实验波形数据，经过分析计算后得出在不同分闸角时的铁心剩磁。本次动模实验总共录制了上百组波形数据。实验中有少部分数据对应的铁心磁路没有饱和，本文提出的剩磁估算方法可知，根据这部分数据不能计算合闸前铁心的初始剩磁。

　　剩磁与分闸电压相角之间的关系曲线见。

　　表1不同分闸角时的铁心剩磁估量值序号-分闸参数/（。）计算剩磁/Wb序号电话：0635-8322228-分闸参数/（。）计算剩磁/Wb电压相角电流相角电压相角电流相角电压相角/（°）剩磁与分闸电压相角的关系3.3分闸前电流幅值对剩磁的影响根据可知，在同一分闸角时若电流大小不同、断电瞬间东莞变压器铁心所在的磁滞回线不同，同一分闸角断电时铁心内的剩磁是不一样的。

　　实验时还分别对5个电流峰值下的多次实验录波，并选择分闸电压相角为40.、70°和150°附近的波形数据进行分析，得到分闸点对应的铁心剩磁，计算结果见表2.电流幅值与铁心剩磁的关系见。

　　表2不同电流幅值下的剩磁估量值电流幅值/A剩磁估算值/Wb电压相角40.电压相角70.电压相角电流峰值与铁心剩磁关系可见，在同样的分闸角时，若东莞变压器切除系统前绕组电流越大，铁心内的剩磁越大。

　　3.4关于东莞变压器剩磁估量的讨论虽然东莞变压器有多种形式的变压器厂家-光大变压器制造有限公司隶属于光大电气集团，是集团的核心企业之一，公司占地14万平方米，建筑面积6万平方米，现有职工550余人,其中技术人员120余人,高级技术人员30余人。年生产变压器能力1000万KVA；主导产品有220kV级以下的油浸式变压器、干式变压器、高过载变压器、非晶合金变压器、光伏发电变压器、水利发电变压器、变压器、电炉变压器、矿用变压器、超强过载能力电力变压器、油田用变压器、高原用变压器、煤矿用变压器等30多个系列，1000多种规格，以及非标产品的设计和制造。我们是真正的生产商，我们有自己的生产车间，有专业的技术人员，我们能保证每件售出产品的质量。我们是国家电网入网企业，我们的产品得到电力认可。中铁十一局，中水十一局南水北调天津项目部，唐山国丰钢铁有限公司，中铁二十一局等大型知名企业有我们变压器的足迹。我们敢做出质量保证的承诺，因为我们是专业的生产厂商，我们能开具增值税专用发票，因为我们是为国家做贡献的一般纳税人。我们专业，所以我们敢承诺，我们真实，所以我们无所畏惧，我们真诚，所以诚邀您的加入。本公司有二十多年生产电力变压器的历史,具有完善的质保体系和技术水平,本厂产品的"光大"牌S11电力变压器.SCB10系列环氧树脂干式电力变压器,是经国家两部鉴定,列入经贸委全国城乡电网改造推荐目录,于2016年通过中国机械工业质量体系认证中心颁发的质量体系认证证书.铁心结构，但本文提出的剩磁估量方法可用于东莞变压器中的每相剩磁估量。由于东莞变压器分闸前的电压（或电流）之间的相角确定（互差120.），可依据东莞变压器中每相的剩磁估量和分闸前的电压（或电流）相角，获得东莞变压器分闸角与铁心剩磁的关系。

　　4结论本文提出了一种东莞变压器铁心剩磁估计的方法。

　　依据东莞变压器空载合闸后在东莞变压器原边检测到的电压电流数据和空载合闸角，寻找东莞变压器的铁心饱和时刻，该方法可以估计东莞变压器分闸后铁心中的剩磁。

　　通过实验室物理模型，就东莞变压器空载合闸进行了大量的实验，对东莞变压器铁心剩磁给予了估计。基于东莞变压器铁心剩磁估计的结果，获取了东莞变压器分闸角与东莞变压器铁心剩Q Q: 1662981166磁的关系特性。实验数据说明了本方法的合理性，获取的东莞变压器东莞变压器分闸角与东莞变压器铁心剩磁的关系特性可以为制定合闸策略提供依据。