收藏本站
《沈阳工业大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于纳米材料磁状态可调整的多功能电力变压器研究

陈志伟  
【摘要】:由于电网中出现日益严重的直流偏磁现象,会引起变压器铁心振动加剧、谐波增大、电压畸变等问题,并且会给电力系统安全运行带来严重的威胁;此外,根据我国目前经济发展和能源战略发展的需要,电力网中非线性负载占有大部分比例,该类负载具有冲击性、无功功率不平衡等特征。因此,研究一种综合具有偏磁补偿及无功调节能力的新型电力变压器,对保证电网安全可靠地提供优质电能,具有重要的理论意义及工程价值。本文针对目前电力系统中日益突出的直流偏磁现象和线路无功不平衡问题展开研究,在国内外首次提出:基于新型纳米两相复合磁性材料,构建一种全新的、内在磁状态可以自我调节的铁心结构,并将变压器铁心与电抗器铁心磁路集成。利用纳米材料导磁和励磁之间的有效转换,创新性地在一台变压器本体上实现了多种功能的转换,比如:可调电抗、无功调节、直流偏磁补偿等。为电网智能化安全运行提供一种新的节能型、智能化电力设备。首先,本文利用磁交换耦合作用,提出了一种适用于电力系统电磁装备的软、硬磁两相复合型纳米磁性材料,建立材料数学模型并确定材料剩磁和矫顽力的关系,确定了复合型材料制备工艺和磁性能处理技术。针对纳米复合磁性材料对外磁场具有快速反应的特性(高剩磁、低矫顽力),并结合电力电子技术,设计了一套阶梯型交、直流脉冲混合电源,用于复合磁性材料磁性能调节,实现了材料在硬磁相和软磁相之间有效的转换,为完成调节铁心磁状态的目的奠定了基础。然后,为了满足变压器直流偏磁磁通定向补偿和电感值连续可调整的目标,运用磁路磁阻理论和磁集成技术,提出并设计了一种电力变压器新结构。重点研究了复杂磁场作用下纳米磁性材料磁特性之间相互转换机理及其控制方式,通过改变磁性材料的剩磁实现了对偏磁磁通反向补偿及调节电感铁心磁饱和程度的能力,进而减小了直流偏磁对变压器的危害。完成了电感值连续可调的目的,实现了线路无功实时、快速调节的需求,可以消弱电网谐波污染,提高了线路无功补偿的可靠性以及整个电力系统的性能。实现了电磁装备工作点从“电调整”到“磁调整”的改变,该结构的特点是不改变变压器外部中心点接线方式,可以有效的保证中性点安全接地。基于纳米两相复合磁性材料的磁特性,提出一种磁集成解耦策略,解决了电感绕组和变压器绕组之间的解耦问题,在保证变压器功能的条件下集成了电抗器功能。最终实现了单台变压器兼具变压、平波、直流偏磁抑制和快速线路无功功率调节的能力,降低或消除电网谐波污染,减小了电力装置体积,完成了装备一体化设计。最后,制作了两台10kVA兼具直流偏磁补偿及电感调节能力的新型电力变压器;搭建基于新型电力变压器的小型配电系统;完成直流偏磁补偿和线路无功调节实验,验证了本文设计方案的可行性和正确性,为我国智能化电网的发展提供新的思路。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM41

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;新式电力变压器[J];城市管理与科技;2001年03期
2 ;国内最大的电力变压器在常州问世[J];变压器;2003年07期
3 ;绿色环保电力变压器[J];军民两用技术与产品;2003年09期
4 彭兆银;电力变压器新标准宣贯研讨学习班在汉举办[J];高电压技术;2004年04期
5 高会平;节能型电力变压器及其应用[J];科技情报开发与经济;2004年08期
6 彭兆银;电力变压器新标准宣贯研讨学习班在汉举办[J];高电压技术;2004年S1期
7 徐平;"9"型220kV级电力变压器[J];电器工业;2005年05期
8 于胜;董海萍;陶建海;;电力变压器突发短路研究及处理[J];科技信息;2006年07期
9 马文静;曹永刚;;电力变压器寿命周期费用分析[J];科技咨询导报;2007年30期
10 ;《电力变压器 第1001部分 声级测定——应用导则》和《电力变压器 第5部分 承受短路的能力》国标讨论会召开[J];变压器;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文涛;风文超;;电力变压器日常检查及故障分析[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年
2 殷战稳;;电力变压器的原边接地故障分析[A];煤矿机电一体化新技术2011学术年会论文集[C];2011年
3 代生丽;赵震;;浅析电力变压器运行状态的智能化诊断方法[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
4 俞玮;钱旭耀;蔡存华;;大容量电力变压器现场油务工作应注意的问题[A];首届长三角科技论坛——能源科技分论坛论文集[C];2004年
5 安洪松;李娜;王媛媛;;确定电网电力变压器的维护和维修顺序[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
6 胡志坤;姜斌;尹林子;陈晓龙;;基于可靠性和成本的电力变压器变周期预防性维护策略[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年
7 郑含博;廖瑞金;杨丽君;张镱议;卞建鹏;黄飞龙;;电力变压器运行状态模糊综合评估方法[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
8 杨为城;焦永强;;电力变压器局部放电在线监测中抗干扰技术应用[A];全国大中型水电厂技术协作网技术交流论文集(十一)水电机组励磁系统专集[C];2009年
9 黄秀清;;浅谈电力变压器的安全运行[A];第三届全国现代设备管理及应用技术研讨会交流论文集[C];2004年
10 王向勇;;电力变压器的节能运行及应用[A];全国工矿企业电力安全与节能技术优秀论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 天保;天威合变110kV电力变压器项目顺利完成[N];中国企业报;2009年
2 青华;甘肃推出绿色环保电力变压器[N];中国工业报;2003年
3 姜伟;研发20千伏级电力变压器[N];东北电力报;2009年
4 山东达驰电气有限公司总经理办公室 张忠格;企业须紧抓高新技术产业化[N];中国电力报;2010年
5 记者 陈小浔;我国电力变压器用钢需求量剧增[N];中国冶金报;2004年
6 记者 苏兰生 通讯员 和凤文;保定铁道变压器“装备”京沪高铁[N];保定日报;2010年
7 薛万章;用质量锻造企业的“船”[N];西南电力报;2001年
8 记者 程连红;深圳奥电亿元研发“神奇介质”[N];深圳商报;2013年
9 国家变压器质量监督检验中心;干式电力变压器[N];中国质量报;2004年
10 ;“9”型220千伏级电力变压器[N];中国电力报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘姜涛;电力变压器有源降噪的关键技术研究[D];武汉大学;2012年
2 黄辉;电子电力变压器的控制与应用[D];华中科技大学;2015年
3 张翠玲;电力变压器综合评判和状态维修策略决策方法的研究[D];东北大学;2015年
4 张珂斐;电力变压器全维度智能决策支持系统研究[D];武汉大学;2016年
5 陈志伟;基于纳米材料磁状态可调整的多功能电力变压器研究[D];沈阳工业大学;2017年
6 刘海波;电子电力变压器控制策略研究[D];华中科技大学;2009年
7 易杨;电子电力变压器若干关键技术研究与实现[D];华中科技大学;2013年
8 王有元;基于可靠性和风险评估的电力变压器状态维修决策方法研究[D];重庆大学;2008年
9 王丹;配电系统电子电力变压器[D];华中科技大学;2006年
10 桑子夏;电子电力变压器的保护系统研究[D];华中科技大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈韦宇;电力变压器可靠性综合评估方法研究[D];华南理工大学;2015年
2 徐国旺;一种基于粗糙集和云理论的电力变压器状态检修方法探讨[D];华北电力大学;2015年
3 沈万里;220kV变压器绝缘分析与改进[D];浙江工业大学;2014年
4 王丹璐;电力变压器大电流引线屏蔽的研究[D];河北工业大学;2015年
5 王明丽;电力变压器主绝缘电场分析[D];河北工业大学;2015年
6 张宇萌;电力变压器波过程的应用研究[D];河北工业大学;2015年
7 苗青;电力变压器铁心线圈组松动的振动监测方法研究[D];华北电力大学;2015年
8 王增超;10kV电力变压器非线性宽频建模方法研究[D];华北电力大学;2015年
9 姜浩;Pro/ENGINEER在电力变压器关键结构设计中的应用及研究[D];华北电力大学;2015年
10 万能飞;基于油气分析优化的电力变压器故障诊断算法研究[D];重庆大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026