大型变压器直流偏磁饱和评估软件设计和实现

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1、’}；北IU／J人学硕lj学化论史■■—■■■■■——置■—量量置量量量量曼曼曼曼量曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼舅量曼曼曼曼量曼置罾墨曼曼曼置曼■■■■—●■量量量量舅量量—■■量量量量■量曼置—■——I。摘要太阳剧烈活动引发的磁暴和高压直流输电(HVDC)单极大地回路运行都可能导致变压器的直流偏磁饱和，随之产生变压器励磁电流畸变，谐波，无功损耗增加和变压器发热，振动噪声增大等一系列影响。采用电力系统仿真软件研究变压器直流偏磁饱和问题(如PSCAD)时，由于变压器励磁特性采用分段线性化饱和模型，计算复杂，不能准确反映实际变压器的励磁特性，所以建

2、立能够准确反映实际磁滞特性的变压器饱和模型，开发一个能方便快捷评估变压器直流偏磁特性的软件系统是十分必要的。本文以基于J-A理论铁芯磁滞特性为基础，利用对偶原理建立了变压器直流偏磁饱和模型，选择microsoft．net平台，c／s模式和采用C#．net与MATLAB混合编程技术，开发了用于评估变压器直流偏磁饱和情况的计算软件。该软件可根据变压器的额定参数以及铁芯结构参数和直流量的大小对各种不同结构的变压器进行励磁电流仿真计算，方便的对变压器所受直流偏磁饱和的影响进行评估，得到直流入侵时变压器的励磁电流波形畸变情况和有效进行无功损耗计算，结

3、果通过调用MATLAB绘图程序输出。最后以oDFS一250000／500变压器为例，分别分析了变压器在正常空载情况以及直流偏磁饱和情况下的励磁电流波形，谐波，无功并将结果与PSCAD仿真结果进行对比，验证了软件计算结果的有效性。关键词：直流偏磁；变压器；励磁电流；软件开发华北I乜力人学硕}j学位论文AbstractMagneticstormcausedbyviolentactivitiesofthesunandsinglepolarearthingcurrentoftheHVDCprojectinvadethegroundedthansfo

4、rmerneutrals，thelargescale-transformerworkingattheratedstatewillpartiallybesaturated，anditsmagneticcurrentwillbedistortedaccompanyingwithvariousofharmonic，increasingreactivepowerdemand，nosie，vibrationandsomeothera伍liatedphenomnon．Itcarlnotreflecttheactualhysteresischaracte

5、risticsandthenumericaloscillationproblemcausedbypiecewiselinearization,andishardtoquantitativecalculationoftransformel"DC-biasproblemsbecauestheironcore’sexcitationcharacteristicsareprocessedusingpiecewiselinearmodelwhenstudytheDC-biasproblemsusingtheexistingsimulationsoft

6、ware(suchasPSCAD)．SoitisessentialtodevelopasoftwaresystemcanassesstheDC—biassituationoftransforrnersrapidlyandconveniently．nlispaperestablishesatransformersaturationcircuitmodelofDC-biasunderdualityprinciplebasingonJ—Atheroywhichcanreflectthehysteresischaracteristicsofiron

7、core．anddevelopsasoftwareCanassesstheeffectsoftransformerDC．biasusinghybridprogrammingtechnologyofC#．netandMATLAB谢tllthemicrosoft．netplatform．T11iSsoftwareiSabletosimulatethemangnetizingcurrentofdifferentstructuresandassessthesaturationleveloftransforlnersandtheinfluncesof

8、a伍licatedphenomenonaccrodingtotheratedparametersof廿ansf-ormersandstructuralparametersofco