本实用新型专利技术的变压器铁心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，涉及磁滞回线的测量，主要用接触调压器、变压器铁心模型、直流电流源、数字示波器、功率分析仪和工频交流电源按以下连接构成：工频交流电源两极分别通过导线与两个限流电阻连接至接触调压器中的两个输入端，接触调压器中的输出端通过导线与直流电流源的输入端相连，直流电流源的输出端通过导线与功率分析仪的电流输入端子相连，功率分析仪的电流输出端子通过导线与变压器铁心模型的激磁线圈相连，变压器铁心模型的激磁线圈通过导线与接触调压器的输出端连接，数字示波器的测量探头与变压器铁心模型的测量线圈相连。本装置模拟测量所得变压器铁心材料直流偏磁磁滞回线接近真实值。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术的技术方案涉及磁滞回线的测量，具体地说是变压器铁心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置。
技术介绍
随着我国特高压直流输电技术的不断发展，变压器直流偏磁问题日益突出，并已经成为工程实际中亟待解决的课题。研究直流偏磁对交流变压器的影响对于变压器制造厂家、电カ系统管理和建设部门都是十分必要，这已引起国内外变压器设计和科研人员的重视。变压器直流偏磁现象是指由于某种原因导致变压器铁心中出现了直流磁通，使得变压器铁心呈现正负半周不对称饱和以及由此引起的一系列电磁效应。变压器在直流偏磁 工作条件下，直流磁通和交流磁通相叠加形成偏磁时铁心的总磁通，在与直流偏磁方向一致的半个周期，铁心饱和程度大大增加，在与直流偏磁方向相反的半个周期，铁心饱和程度减弱，使得激磁电流呈现正负半周不对称的形状，正半周出现尖峰，且其峰值比无偏置磁场作用时大很多。变压器的这种非正常工作状态导致铁心中磁通密度饱和程度加剧，产生谐波，加剧噪声、过热、振动等问题，严重时可引起变压器的损坏，并可能引起保护的误动作。为了減少直流偏磁对交流变压器的影响，必须对变压器鉄心材料在其实际工作状态下的电磁性能进行测量，以便对变压器鉄心结构进行优化设计。而实现这一目的前提是要准确测量变压器鉄心材料的磁特性数据，其中首先是要获得在完全符合电カ变压器发生直流偏磁的实际情况的更加接近真实值的变压器鉄心材料的直流偏磁磁滞回线。近年来，在对电カ变压器进行三维有限元分析吋，不论是磁性材料中的电磁场分布，还是损耗分布，其结果的准确度和有效性归根结底还是取决于材料在其实际工作状态下的电磁性能。而电エ材料供应商提供的电磁性能数据，例如取向硅钢片的磁化性能曲线，通常是在标准规定的条件下測量得出的。例如采用传统的爱泼斯坦方圈以及单片测量仪的測量条件，其中包括供电电源、环境温度和试件取样的严格規定，但是在这种标准条件下测量得到的数据，显然不能应用于硅钢片铁心的直流偏磁问题的求解。因为直流偏磁条件下，硅钢片材料的磁化过程是交流激励电流和直流激励电流的共同作用过程，而上述方法中所采用的激励电流都是标准的正弦交流激励，没有考虑直流激励的影响。另外，日本学者高桥则雄等在网山大学的实验室利用开放式单片测量系统，实现对铁磁材料在直流偏磁工作条件下的材料属性进行测量。利用该实验系统对在某ー额定交流工作磁通密度时，不同偏置磁场作用下硅钢片中铁磁材料的直流磁通进行了測量，得到了该材料在直流偏磁条件下的磁滞回线。该方法的缺点是该系统激励的施加方式采用的是交流激励和直流激励并联加载的方式，与在线运行实际中的电カ变压器发生直流偏磁问题时的串联激励方式不一致，获得的变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线偏离真实值，导致测量结果产生误差。如果即便该系统采用和实际エ况相符的串联激励方式，那么由于材料的激励是交流和直流的混合作用，将导致測量结果中交流磁通和直流磁通无法分离，硅钢片材料的直流磁通仍然无法从实验中直接确定。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，针对电力变压器常用的晶粒取向硅钢片，采用和实际变压器发生直流偏磁时相同的交直流串联激励的方式，制作成变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，该装置能够模拟直流偏磁工作条件下的叠积型鉄心材料中的直流磁通，并由此测量变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线。这样的模拟测量，完全符合电カ变压器发生直流偏磁的实际情况，获得的变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线接近真实值。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，主要用接触调压器、变压器鉄心模型、直流电流源、功率分析仪、数字示波器和エ频交流电源按以下连接构成本实施例的变压器鉄心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法的所用装置，其中，变压器鉄心模型包括变压器叠片铁心、激磁线圈 和測量线圈，所述变压器鉄心模型是为完全按照电カ变压器铁心的制造标准和叠装エ艺设 计制作的产品级模型，エ频交流电源两极分别通过导线和两个限流电阻R1及R2连接至接触调压器中的输入端A和输入端B，接触调压器中的输出端a通过导线与开关Kl连接至直流电流源的输入端，直流电流源的输出端通过导线与功率分析仪的电流输入端子相连，功率分析仪的电流输出端子通过导线与变压器鉄心模型的激磁线圈一端相连，变压器鉄心模型的激磁线圈另一端通过导线和开关Kl与接触调压器的输出端b连接，功率分析仪的电压测量端子与变压器鉄心模型的激磁线圈相连，数字示波器的測量探头与变压器铁心模型的测量线圈通过开关K2相连，上述的激磁线圈为变压器铁心一次侧线圈，測量线圈为变压器铁心二次侧线圏。上述变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，其中变压器铁心模型的变压器叠片铁心截面面积为2. 77X 103mm2，激磁线圈的总匝数为312匝，分为三层，各层匝数由里到外依次为108匝、104匝、100匝，激磁线圈线规为01. 6mm，測量线圈匝数为312匝，分为三层，各层匝数由里到外依次为108匝、104匝、100匝，測量线圈线规为00. 56mm，变压器铁心接缝面积为4. 01 X IO3Him2。上述变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，其中变压器鉄心模型采用45°全斜接缝、每级两片、三级步进5mm搭接的叠装エ艺制作而成。上述变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，其中所涉及的元器件和材料均是本
的技术人员所熟知的，并可以通过商购获得。用上述变压器鉄心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，按以下的步骤获得在27V 486V范围中ー个任意给定的交流工作点和0. IA 2A范围中ー个任意给定直流偏磁磁场強度Id。作用时的被测变压器铁心材料的直流偏磁磁滞回线，所述交流工作点是指エ频为50HZ时的不同交流励磁电压幅值也即エ频交流电源输出的电压Ug。第一歩，测量在Ug = 27V 486V范围中不同交流工作点和直流电流Ide = OA即无直流偏置磁场作用下的上述变压器鉄心模型激磁线圈的激磁电流I的波形；第二步，測量在Ug = 27V 486V范围中，和第一步中对应的不同交流工作点和直流电流Ide = OA即无直流偏置磁场作用下的上述变压器鉄心模型测量线圈的感应电压e(t)的波形；第三步，对第二步中测量得到的感应电压e(t)数据采用公式(I)计算该变压器铁心模型中的交流磁通の凌(4)=公(0)+ 丄 r e{t)dt( I )设初始积分时刻t = 0，积分时步为0. 1ms，完成200个时步的积分后，得到ー个20ms周波内交流磁通の的波形，式中N为测量线圈的匝数，e(t)是数字示波器采集的測量线圈两端的感应电压；第四步，在Ide = OA即无直流偏置磁场作用下，对Ug = 27V的交流工作点，对第三步计算得到的ー个20ms周波的交流磁通の的大小，取其中一个时刻的交流磁通最大值Oni，根据第一步中获得的激磁电流I的波形，取和Oni对应时刻的激磁电流I的数值，记为Ib，得到ー组Om-Ib数据，对于其他每ー个不同交流工作点做相同处理，进而可以得到被测 变压器铁心材料在Ug = 27V 486V范围内不同交流工作点和在Ide = OA即无直流偏置磁场作用下的O本文档来自技高网...
【技术保护点】
变压器铁心材料直流偏磁磁滞回线的获得方法所用的装置，其特征在于：主要用接触调压器、变压器铁心模型、直流电流源、功率分析仪、数字示波器和工频交流电源按以下连接构成变压器铁心材料的直流偏磁比总损耗曲线的获得方法的所用装置，其中，变压器铁心模型包括变压器叠片铁心、激磁线圈和测量线圈，所述变压器铁心模型是完全按照电力变压器铁心的制造标准和叠装工艺设计制作的产品级模型，工频交流电源两极分别通过导线和两个限流电阻R1及R2连接至接触调压器中的输入端A和输入端B，接触调压器中的输出端a通过导线与开关K1连接至直流电流源的输入端，直流电流源的输出端通过导线与功率分析仪的电流输入端子相连，功率分析仪的电流输出端子通过导线与变压器铁心模型的激磁线圈一端相连，变压器铁心模型的激磁线圈另一端通过导线和开关K1与接触调压器的输出端b连接，功率分析仪的电压测量端子与变压器铁心模型的激磁线圈相连，数字示波器的测量探头与变压器铁心模型的测量线圈通过开关K2相连，上述的激磁线圈为变压器铁心一次侧线圈，测量线圈为变压器铁心二次侧线圈。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志刚，刘福贵，李永建，刘兰荣，张俊杰，程志光，汪友华，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：
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