电力变压器直流偏磁杂散损耗特性模拟与实验研究

直流偏磁使变压器漏磁通增大引起构件的局部过热，严重危及变压器的安全运行，明确杂散损耗的分布规律对避免局部过热具有重要意义。本课题重点研究直流偏磁条件下电力变压器结构件中杂散损耗问题的分析方法和检验其工程有效性，这在国内外未见系统的研究报道。该研究首先基于磁滞理论结合对表征材料特性的参数进行实际测量和数值模拟，建立电力变压器结构件材料直流偏磁特性模型，包括磁化特性、损耗特性等；然后基于TEAM21基准族中的P21c-EM1模型对偏置漏磁通引起的非导磁材料的涡流损耗进行实验研究和数值仿真，确定直流偏磁工况下导体中涡流损耗的有效仿真办法；之后采用TEAM21基准族中的Model B和Model M1模型详细考察漏磁场对导磁材料中磁滞损耗的影响，根据实验结果建立仿真模型对杂散损耗进行计算和实验验证，揭示杂散损耗的分布规律。本研究将为变压器结构件及各类屏蔽的结构设计和优化提供可靠的依据和有效的手段。

本项目重点研究交直流混合激励条件下电力变压器结构件中杂散损耗问题的分析方法和检验其工程有效性。通过对电力变压器中普遍采用的、不同材料制成的结构件（包括非导磁钢、导磁钢和取向电工钢）进行精细的杂散损耗实验研究和仿真分析，确定偏置漏磁通对不同类型结构件杂散损耗的影响规律及计算方法，具有重要的工程科学意义和工业应用价值。.（1）基于爱泼斯坦方圈组合对取向电工钢磁性能进行扩展模拟，搭建变压器直流偏磁实验研究平台对表征材料磁特性的参数进行实际测量和数值模拟，建立电力变压器结构件材料直流偏磁材料特性模型，包括磁滞特性、损耗特性等；.（2）设计并建立简化的平波电抗器实验模型，研究直流叠加交流的混合激励条件下，平波电抗器电磁场分析方法，确定平波电抗器外铁心（屏蔽框）中杂散损耗的工程实用、有效的计算方法；.（3）采用TEAM P21基准族中简化的P21-B，P21c-EM1和P21c-M1模型详细考察偏置磁通对非导磁材料和导磁材料中涡流损耗和磁滞损耗的影响，根据实验结果建立仿真模型对杂散损耗进行计算和实验验证，揭示杂散损耗的分布规律。