一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法
【專利摘要】一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，包括如下步驟：第一步，獲得變壓器鐵芯的初始磁化曲線；第二步，測量變壓器的直流電阻，分別測量高壓與低壓的直流電阻；第三步，測量被試變壓器的某一電壓下勵磁電流，根據(jù)勵磁電流確定折算出鐵芯磁場強度H，通過查找初始磁化曲線得到此時鐵芯磁感應強度B；第四步，根據(jù)外施電壓有效值，計算出此時交變的磁感應強度B1的大小，利用初始磁化曲線得到的磁感應強度B減去交變的磁感應強度B1，即得到此時鐵芯的剩磁量Br。該方法解決了變壓器鐵芯剩余磁感應強度不可測的問題，利用數(shù)學方法確定鐵芯剩余磁感應強度，可以廣泛應用于去磁設(shè)備去磁后其去磁效果檢驗，對變壓器安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。
【專利說明】一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，適用于電網(wǎng)中在變壓器檢修后，空投前其剩余磁感應強度量的檢測，屬于變電設(shè)備的運行維護領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力需求高速增長，電力可靠供應的要求也日益增加。電力變壓器是組成電網(wǎng)的重要元件之一，在電網(wǎng)的安全可靠供電有極其重要的作用。然而，近年來國內(nèi)外發(fā)生多起空投變壓器導致變壓器跳閘及色譜出現(xiàn)異常的案例，影響電網(wǎng)供電的可靠性，導致巨大的經(jīng)濟損失和不良的社會效益。
[0003]磁滯現(xiàn)象是在鐵磁性材料中是被廣泛認知的。當外加磁場施加于鐵磁性物質(zhì)時，其原子的偶極子按照外加場自行排列。即使當外加場被撤離，部分排列仍保持，即如果此時磁場線性降低到O場強時，此時磁感應強度B不會降至0，此時B值成為剩磁。
[0004]變壓器的鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線是該材料的重要特性，變壓器的鐵芯剩余磁感應強度，對變壓器有多方面的影響，當變壓器投人運行時鐵芯剩余磁感應強度使變壓器鐵芯飽和，在勵磁電流中產(chǎn)生大量諧波，這不僅增加了變壓器的無功消耗，而且可能引起繼電保護裝置誤動作，在國內(nèi)外均發(fā)生過多次因變壓器剩磁導致主變跳閘的案例。另外，鐵芯的高度飽和使漏磁增加，引起金屬結(jié)構(gòu)件和油箱過熱，局部過熱將使絕緣紙老化并使變壓器油分解，影響變壓器的壽命。近幾年，國內(nèi)外發(fā)生了多起空投變壓器發(fā)生跳閘及色譜數(shù)據(jù)異常的情況，原因為鐵芯剩磁所導致。因此，變壓器鐵芯剩磁問題已經(jīng)引起國內(nèi)外的重視。
[0005]國內(nèi)外使用消磁的方法有直流和交流兩種方法，資料顯示，無論采用何種退磁方法，均不能保證一次退磁就可以完全消除變壓器鐵芯的剩磁，所以工程應用中需要對各種退磁效果進行驗證，但是目前缺乏有效手段對變壓器去磁效果進行檢驗，即對變壓器鐵芯退磁后，無法確定其鐵芯剩余磁感應強度量，因此尋找一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，達到考核消磁效果，進而保證變壓器的安全穩(wěn)定運行顯得非常有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要是針對變壓器鐵芯剩余磁感應強度測量困難的問題，提出了一種鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，該方法可以測量變壓器檢修前后，其鐵芯的剩余磁感應強度，同時也檢驗利用退磁設(shè)備對變壓器進行退磁后，其退磁效果是否達到退磁要求，從而避免空投變壓器時，對設(shè)備產(chǎn)生的損害。
[0007]本發(fā)明主體思想是在變壓器首先獲得變壓器的初始磁化曲線，然后根據(jù)直阻測試后得到的某一電壓下的勵磁電流值，確定鐵芯的磁場強度，根據(jù)初始磁化曲線，獲得主變的磁感應強度B ;根據(jù)勵磁電壓值，確定鐵芯的交變磁感應強度B1，兩者之差來確定鐵芯剩磁Br。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案是:[0009]一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，其特征在于，所述測量方法包括如下步驟:
[0010]第一步，獲得變壓器鐵芯的初始磁化曲線，該曲線可在鐵芯生產(chǎn)廠家或變壓器制造廠家獲得；
[0011]第二步，測量變壓器的直流電阻，分別測量高壓與低壓的直流電阻；
[0012]第三步，測量被試變壓器的某一電壓下勵磁電流，根據(jù)勵磁電流確定折算出鐵芯磁場強度H，通過查找初始磁化曲線得到此時鐵芯磁感應強度B ；
[0013]第四步，根據(jù)外施電壓有效值，計算出此時交變的磁感應強度B1的大小，利用初始磁化曲線得到的磁感應強度B減去交變的磁感應強度B1,即得到此時鐵芯的剩磁量Br。
[0014]所述的第三步確定鐵芯總的磁感應強度B的方法是:
[0015]在通入勵磁電流I1正弦量的情況下，磁場強度H1的計算公式如下:
[0016]H1Im=N1I1(1)
[0017]I1是可測量，N1, Iffl是變壓器設(shè)計時的確定量，所以根據(jù)I1計算出此時的磁場強度H1 ;此時根據(jù)第一步確定的變壓器鐵芯的初始磁化曲線，獲得此時鐵芯的總的磁感應強度B0
[0018]所述的第四步確定推算交變的磁感應強度B1值的方法是:設(shè)此時鐵芯總磁通為Φι:
[0019]Φ J=B1Ssin ω t+BrS(2)
[0020]U1 ^ -N1 (?Φ ^in ω t) /Clt=-N1 (d (B1Ssin ω t+BrS) ) /dt=- ω N1B1Scos ω t (3)
[0021]寫成有效值形式:
[0022]1^=4.44fN1B1S(4)
[0023]因此可以通過式(4)求出交變的磁場強度B1A1和S是設(shè)計時的確定量，所以B1可求；求此時，根據(jù)第三步中確定的B，減去交變的磁場強度B1便可得到鐵芯的剩磁量Br。
[0024]本發(fā)明的有益效果是，解決了變壓器鐵芯剩余磁感應強度不可測的問題，利用數(shù)學方法確定鐵芯剩余磁感應強度，可以廣泛應用于去磁設(shè)備去磁后其去磁效果檢驗，對變壓器安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的測量原理圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的所述方法的流程圖。
[0027]圖中標號為:1.交流電流源；2.示波器；3.電流探頭；4.電壓探頭；5.變壓器?！揪唧w實施方式】
[0028]本發(fā)明要解決的問題是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0029]本發(fā)明的實施步驟如下:
[0030]第一步，獲得變壓器鐵芯的初始磁化曲線，該曲線可在鐵芯生產(chǎn)廠家或變壓器制造廠家獲得；
[0031]第二步，測量變壓器的直流電阻，分別測量高壓與低壓的直流電阻；
[0032]第三步，測 量被試變壓器的某一電壓下勵磁電流，根據(jù)勵磁電流確定折算出鐵芯磁場強度H，通過查找初始磁化曲線得到此時鐵芯磁感應強度B ；
[0033]第四步，根據(jù)外施電壓有效值，計算出此時交變的磁感應強度B1的大小，利用初始磁化曲線得到的磁感應強度B減去交變的磁感應強度B1,即得到此時鐵芯的剩磁量Br。
[0034]所述的第三步確定鐵芯總的磁感應強度B的方法是:
[0035]在通入勵磁電流I1正弦量的情況下，磁場強度H1的計算公式如下:
[0036]H1Im=N1I1(I)
[0037]I1是可測量，N1, Iffl是變壓器設(shè)計時的確定量，所以根據(jù)I1計算出此時的磁場強度H1;
[0038]此時根據(jù)第一步確定的變壓器鐵芯的初始磁化曲線，獲得此時鐵芯的總的磁感應強度B。
[0039]所述的第四步確定推算交變的磁感應強度B1值的方法是:設(shè)此時鐵芯總磁通為Φι:
[0040]Φ J=B1Ssin ω t+BrS(2)
[0041]U1 ^ -N1 (?Φ ^in ω t) /Clt=-N1 (d (B1Ssin ω t+BrS) ) /dt=- ω N1B1Scos ω t (3)
[0042]寫成有效值形式:
[0043]υ!=4.44fN1B1S(4)
[0044] 因此可以通過式(4)求出交變的磁場強度B1A1和S是設(shè)計時的確定量，所以B1可求；求此時，根據(jù)第三步中確定的B，減去交變的磁場強度B1便可得到鐵芯的剩磁量Br。
[0045]如圖1所示，在變壓器的一次繞組通入一個交流電壓源，同時在回路中安裝電流探頭，在一次繞組兩端安裝電壓探頭，通過探頭將電流電壓信號接入示波器，以此來測量一次繞組中的電流電壓波形。
[0046]該方法的流程圖如圖2所示，首先根據(jù)被試變壓器的情況，在變壓器低壓側(cè)施加電壓源，將電壓升至一值，測量該點的電流值；通過計算，并和初始鐵芯的初始磁化曲線比較，得到鐵芯的剩磁量Br。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，其特征在于，所述測量方法包括如下步驟: 第一步，獲得變壓器鐵芯的初始磁化曲線； 第二步，測量變壓器的直流電阻，分別測量高壓與低壓的直流電阻； 第三步，測量被試變壓器的某一電壓下勵磁電流，根據(jù)勵磁電流確定折算出鐵芯磁場強度H，通過查找初始磁化曲線得到此時鐵芯磁感應強度B ； 第四步，根據(jù)外施電壓有效值，計算出此時交變的磁感應強度B1的大小，利用初始磁化曲線得到的磁感應強度B減去交變的磁感應強度B1,即得到此時鐵芯的剩磁量Br。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，其特征在于，所述的第三步確定鐵芯總的磁感應強度B的方法是: 在通入勵磁電流Il正弦量的情況下，磁場強度H1的計算公式如下: H1Iffl=N1I1 (I) I1是可測量，N1, Im是變壓器設(shè)計時的確定量，所以根據(jù)I1計算出此時的磁場強度H1 ； 此時根據(jù)第一步確定的變壓器鐵芯的初始磁化曲線，獲得此時鐵芯的總的磁感應強度 B0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器鐵芯剩余磁感應強度的測量方法，其特征在于，所述的第四步確定推算交變的磁感應強度B1值的方法是:設(shè)此時鐵芯總磁通為O1: Φ !=B1Ssin ω t+BrS(2)
U1 ^ -N1 (?Φ ^in ω t)/(It=-N1 (d (B1Ssin ω t+BrS) ) /dt=- ω N1B1Scos ω t (3) 寫成有效值形式: ^=4.44fN1B1S(4) 因此通過式(4)求出交變的磁場強度B1A1和S是設(shè)計時的確定量，所以B1可求；此時，根據(jù)第三步中確定的B，減去交變的磁場強度B1便能夠得到鐵芯的剩磁量Br。
【文檔編號】G01R33/12GK103913710SQ201410123323
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】鄒德旭, 王耀龍, 錢國超, 徐肖偉, 周駿, 顏冰, 周仿榮 申請人:云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司