基于J-A磁滞理论的变压器谐波损耗研究

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1、2016年7月25日第33卷第4期通馋电．潦技术TelecomPowerTechnologyJuly25，2016，V01．33No．4文章编号：1009—3664(2016)04—0042—03中图分类号：TM73文献标识码：A基于J—A磁滞理论的变压器谐波损耗研究贾智彬(三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要：文中提出了一种考虑铁芯铁磁磁滞的变压器电磁暂态模型，仿真研究了谐波存在时变压器的损耗。基于目前工程中应用较为广泛的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理建立铁芯磁滞磁化曲线模块，通过设置适合的参数计算得到了与实际测量值较为吻合的B-H曲线；通过分析

2、单相三绕组变压器铁芯绕组结构及其电路模型，得到其电磁暂态计算模型。最后，利用该模型对电力变压器的谐波损耗进行仿真和实验研究，证明了模型的有效性和实用性。关键词：变压器；J—A模型；损耗计算；仿真研究StudyonArmonicLossofTransformerbasedonJ—AHysteresisTheoryJLAZhi-bin(CollegeofElectricalEngineeringandNewEnergy，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China)Abstract：Anelectromagnetictransie

3、ntmodelofthetransformerconsideringtheferromagnetichysteresisoftheironcoreiSpresented。andthelOSSoftransforlTlerinthepresenceofharmonicsiSstudiedbysimulation．Basedonthewideappli-cationofJiles-Athertonferromagnetichysteresisprincipleincurrentengineering，thecorehysteresisandmagnetizationcurvem

4、oduleiSestablished．andbysettingsuitableparametercalculation。theB-HcurvewhichiSconsistentwiththeactualmeasuredvalueisobtained．Byanalyzingthestructureofsinglephasethreewindingtransformercoreanditscircuitmodel，theelectromagnetictransientcalculationmodeliSset．Finally。thesimulationandexperiment

5、sofharmoniclOSSofpowertransforlTierprovesthevalidityandpracticabilityofthemodel．Keywords：transformer；J—Amodel；lOSScalculation；thesimulationresearch0引言文章分析了变压器内部产生谐波的机理，介绍了电力系统谐波对变压器各方面的影响；从Maxwell电磁场理论以及磁化能量的观点出发，对基波以及谐波条件下变压器铁心的涡流损耗、磁滞损耗做了较为详细的推导和计算。通过对铁心的J—A磁滞模型的改进，结合时域模型和频域模型的特点，建立起单相和三

6、相变压器的谐波模型，并对所建立的模型在MAT—LAB中进行了仿真分析。1变压器铁芯谐波损耗机理分析图1是当变压器铁心中的磁通为正弦波情况下，励磁电流产生畸变的原理图。由图中所示的励磁电流波形可知[1‘5]，当磁通按照正弦规律变化时，励磁电流是一个富含奇次谐波的尖顶波形，其原因是磁通较大，工作范围已进入变压器BH曲线的非线性区域以及饱和区域，此时较小的磁通增量需要较大的励磁电流增量去建立，从而导致了图1所示的畸变情况。值得一提的是，变压器铁心的BH曲线实际上是双值回线，这也会一定程度上影响励磁电流的波形，因此，变压器作为谐波源时，其产生谐波是多种因素共同作用的结果。收稿日期：

7、2016—05—15作者简介：贾智彬(1970一)，男，山西运城人，硕士研究生，主要从事于绝缘与过电压研究。Email：276944388@qq．com?}．．>：．厂入-l-；鬯⋯√／Li。P—邕091图1正弦磁通情况下铁心的励磁电流波形2磁滞模型的建立及损耗计算2．1磁滞模型建立磁化强度的不可逆分量为：M二一％dH船一口(Mon一地)磁化强度的可逆分量：眠一，／蝗一些、dH一‘ldHJ磁化强度总量：(2)掌dM一一。：．嚣Mon--Mir‘”●dMo．㈤1M0n=MsEcoth(学)一南]“。丽dM一(1--c