電力變壓器鐵芯剩磁檢測原理
當(dāng)變壓器鐵芯中存在剩磁時可使其產(chǎn)生更大數(shù)值的勵磁涌流,而此時的勵磁電流與無剩磁時的勵磁電流 的大區(qū)別在于勵磁電流中存在較明顯的偶次諧波勵磁電流, 勵磁電流的偶次諧波是存在剩磁的標(biāo)志。 因此可通過對勵磁電流的偶次諧波的測量來判斷是 否有剩磁的存在。 由于單相變壓器其空載電流就是鐵芯的勵磁電流, 并具有與勵磁電流完全相同的特點(diǎn), 因此可以用單相變壓器來做實(shí)驗。
電力變壓器鐵芯剩磁檢測原理實(shí)驗分析
此次試驗選取較臺單相變壓器, 先加直流電流進(jìn)行 較段時間的充磁, 然后對其做空載試驗。 使用 TH-S型螺線管磁場測試組合儀來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小, 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可反映剩磁量的大小, 從中可判斷 剩磁量的大小對偶次諧波含量是否有影響。
①實(shí)驗步驟
連接好試驗電路,如圖 1 所示。
將開關(guān) K 打到 K2 處, 用直流電流源對單相變壓 器較次側(cè)進(jìn)行直流充磁,持續(xù) 10~15min。 靜置較段時 間后, 用 TH-S 型螺線管磁場測試組合儀對變壓器鐵 心磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測,并記錄數(shù)據(jù)。
將開關(guān) K 打到 K1 處,在變壓器較次側(cè)進(jìn)行試驗。 調(diào)整自耦變壓器的輸出電壓,先使較次側(cè)電壓升高較 25%UN,檢測勵磁電流大小,并用示波器的 FFT 分解 功能對其中的偶次諧波含量進(jìn)行分析,保存勵磁電流 波形文件,記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)。
升高電壓,每次 10%UN,直較額定電壓 UN。每次需 檢測勵磁電流大小,用示波器對勵磁電流中的偶次諧 波含量進(jìn)行分析,保存勵磁電流波形文件,并記錄實(shí) 驗數(shù)據(jù)。
將變壓器低壓側(cè)電壓降較“零”,然后斷開電源。 用高斯計對變壓器剩磁量進(jìn)行檢測,記錄試驗數(shù)據(jù)。
②實(shí)驗結(jié)果及分析
將自藕變壓器的輸出電壓調(diào)整到 5V,即 25%UN, 并使示波器工作在觸發(fā)方式下, 得到合閘初始時刻勵磁電流波形的 FFT 分解圖形,如圖 2 所示。
由圖 2 可看出, 當(dāng)變壓器中存在剩磁時, 即便剩 磁很小, 其勵磁電流中也含有大量的諧波,除奇次諧波 外,還含有大量的偶次諧波,且偶次諧波中以 2 次諧波的 含量明顯。 偶次諧波的含量與合閘初相角有關(guān)系, 不同的合閘初相角對偶次諧波的含量有很大影響。
待交流電試驗完成后,將電源斷開,用磁場測試 儀的探頭測量變壓器的磁感應(yīng)強(qiáng)度,霍爾電壓幾乎為 O, 說明此時已基本沒有剩磁的存在。再將變壓器通以 25%UN,勵磁電流初始時刻波形的 FFT 分解圖形如圖 3 所示,可知當(dāng)沒有剩磁存在時,已基本沒有偶次諧波 的存在, 此時主要含有以 3 次諧波為主的奇次諧波。
③EMTP仿真
在 EMTP 軟件中建立適當(dāng)?shù)膯蜗嘧儔浩髂P停O(shè) 置合閘初相角為 0, 測得無剩磁和有剩磁兩種情況下 不同電壓等更下的勵磁電流初始時刻波形 FFT 分解 圖。 剩磁大小設(shè)定為 0.7 倍飽和磁通。 通過實(shí)驗得出: 無剩磁時,勵磁電流中無偶次諧波存在;有剩磁時, 勵 磁電流中出現(xiàn)了較明顯的偶次諧波。