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基于有限元法的±800kV换流变压器直流偏磁无功损耗模型研究

张潇月  
【摘要】:换流变压器是特高压直流输电中至关重要的电力设备,直流偏磁现象会引发换流变压器更多的无功需求,对换流变压器及电网的安全运行构成威胁。为了掌握换流变压器直流偏磁无功损耗变化规律,针对800kV单相双绕组换流变压器,本文提出了无功损耗计算模型,主要工作有以下几点:首先,根据变压器的直流偏磁下无功损耗的产生原理及影响因素,概述了J-A理论的磁滞模型、场-路耦合模型以及磁路-电路耦合模型的原理和计算过程。比较研究了基于K值法和U-I曲线的变压器无功损耗工程算法。其次,根据换流变压器的结构参数与铁芯参数,利用Ansoft Maxwell有限元平台,建立了800kv单相双绕组换流变压器三维有限元模型,提出了换流变压器直流偏磁无功损耗算法。最后,结合无功功率计算方法,得到换流变直流偏磁的无功损耗与偏磁直流之间的确定性关系;利用换流变有限元模型,仿真研究了不同短路阻抗下,换流变直流偏磁下的励磁电流峰值规律;研究了直流偏磁条件下,不同负载时换流变压器无功损耗变化规律;对比了不同电压等级、不同铁芯结构的换流变压器在相同偏磁电流下消耗的无功损耗等。论文研究成果可为特高压直流输电直流偏磁治理提供有用参考。


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