一種變壓器鐵芯退磁方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于變壓器剩磁技術領域，具體涉及一種變壓器鐵芯退磁方法。
【背景技術】
[0002] 按照《電力設備預防性試驗規(guī)程》要求，大型變壓器在檢修后或運行1至3年后，都 要進行變壓器直流電阻試驗，由于直流電流產生的磁場將使變壓器鐵芯留有大量剩磁。在 變壓器空載合閘時，受鐵芯剩磁和斷路器合閘相角影響，可能造成鐵芯的飽和，導致變壓器 在電壓突變的一側產生很大的勵磁涌流，導致差動保護誤動作跳閘，使變壓器的投運屢次 失??；數(shù)值很大的勵磁涌流還會導致變壓器及斷路器因電動力過大而受損；誘發(fā)鄰近其它 變電站等正在運行的變壓器產生"和應涌流"而誤跳閘，造成大面積停電；其中的大量諧波 對電網電能質量也會造成嚴重的污染。故應在變壓器直阻試驗后對鐵芯進行退磁。
[0003] 剩磁產生主要由于變壓器鐵芯材料存在磁滯特性。變壓器主磁路一般采用導磁性 能較高和鐵芯損耗較小的硅鋼片制成。將其置于交變磁場中反復磁化時，上升磁化曲線與 下降磁化曲線不重合，下降時磁通密度B的變化總是滯后于磁場強度Η的變化，當Η下降到 零時，Β沒有下降到零而是下降到某一數(shù)值民，這種現(xiàn)象稱為磁滯。民稱為剩余磁通密度， 簡稱剩磁。如果可以保證現(xiàn)場溫度不會突變超過鐵芯的居里點同時現(xiàn)場的電磁噪聲很小， 不足以影響磁場的變化，就可以認為剩磁幾乎不隨時間而變化。
[0004] 目前國內采用的變壓器鐵芯退磁方法一般是給變壓器施加一個大于剩磁磁化強 度的磁場Η，然后不斷地改變磁場方向并逐漸減小磁場強度到零值（通過給變壓器施加交 變且衰減的電流或電壓完成），使產生的Β-Η磁滯回線在外加磁場幅值逐步遞減至零的過 程中，縮小磁滯回環(huán)，磁通逐漸越小，最后接近于零。但該法退磁所需時間長，且容易在改變 磁場方向及大小的過程中導致磁滯回環(huán)發(fā)生偏移，導致去磁失敗，有時甚至會增加變壓器 剩磁。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種變壓器鐵芯退磁方法。該方 法只需通過直流電源給變壓器繞組三次加壓即可完成鐵芯退磁，在保證了退磁效果的同時 大大縮短了退磁時間，且退磁裝置功率小，具有實用性。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0007] -種變壓器鐵芯退磁方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟1 :通過直流電源給變壓器原邊繞組加壓，信號采集裝置通過互感器對變壓 器電壓電流波形進行采樣，當原邊電流不再增大時，控制器記錄飽和電流峰值isat并通過開 關電路翻轉變壓器原邊繞組電壓極性加壓，開始計時；
[0009] 步驟2:當原邊電流反向且達到-63. 2%isat時，停止計時，記錄時長為Δt;繼續(xù) 加壓至原邊電流達到_isat且不再增大，控制器再次通過開關電路翻轉變壓器原邊繞組電壓 極性，當本次加壓時長達到At/2時，關閉直流電源，完成退磁。
[0010] 和現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具備如下優(yōu)點：
[0011] 1、退磁所需時間短。
[0012] 2.無需預知鐵芯初始剩磁即可退磁，且退磁效果較好。
【附圖說明】
[0013] 圖1為退磁過程流程圖。
[0014] 圖2為退磁裝置圖。
[0015] 圖3為退磁等效電路圖。
[0016] 圖4為單相變壓器退磁仿真模型。
[0017] 圖5為退磁直流電壓波形圖。
[0018] 圖6為變壓器鐵芯磁通波形圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細的說明：
[0020] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明公布了一種變壓器鐵芯退磁方法，包括如下步驟：
[0021] 步驟1 :通過直流電源給變壓器原邊繞組加壓，信號采集裝置通過互感器對變壓 器電壓電流波形進行采樣，當原邊電流不再增大時，控制器記錄飽和電流峰值isat并通過開 關電路翻轉變壓器原邊繞組電壓極性加壓，開始計時；
[0022] 步驟2 :當原邊電流反向且達到-63. 2 %isat時，停止計時，記錄時長為Δt;繼續(xù) 加壓至原邊電流達到_isat且不再增大，控制器再次通過開關電路翻轉變壓器原邊繞組電壓 極性，當本次加壓時長達到At/2時，關閉直流電源，完成退磁。
[0023] 下面結合圖3的退磁等效電路對本發(fā)明退磁原理進行說明：
[0024] 第一次給變壓器原邊繞組加壓時，鐵芯磁通不斷增大，當原邊電流不再增大時，鐵 芯已飽和，達到最大磁通錢_.^可得原邊繞組感應電壓為
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 其中L為變壓器鐵芯等效電感，U為直流電壓幅值，R為變壓器直流電阻，i為原邊 繞組電流。
[0029] 此時翻轉原邊繞組外加電壓極性，給變壓器第二次加壓。根據(jù)直流電路三要素法 分析可得：
[0030]
[0031]
[0032] 其中r= ;根據(jù)電磁感應定律， Κ
[0033]
[0035] 由式（6)可知，給變壓器外加時長為f的直流電壓U即可使變壓器鐵芯磁通由2
[0034] 魏^減為零。
[0036] 當t=τ時，
[0037]i= -63. 2 %Isat (7)
[0038] 故記錄第二次加壓過程中原邊電流從正向峰值isat到-63. 2%isat所需時間Δt; 同時繼續(xù)加壓至原邊電流達到_isat且不再增大后控制器再次通過開關電路翻轉變壓器原 邊繞組電壓極性給變壓器第三次加壓；本次只需加壓At/2時長即可使變壓器鐵芯磁通由 -供__\過渡至零，之后關閉電源完成退磁。
[0039] 實施例
[0040] 以一單相變壓器退磁為例，搭建如圖4所示的仿真模型，圖中：U表示直流電源， R表示變壓器直流電阻，η表示變壓器變比，Q表示變壓器漏電感，L2表示變壓器等效勵磁 電感，P表示變壓器高壓側，S表示變壓器低壓側；變壓器額定容量為403MVA，額定電壓為 199. 18kV/162. 64kV，高壓側額定磁通為634V*s，變壓器直流電阻為0. 08Ω，從變壓器高壓 側進行退磁，退磁直流電壓幅值為8V，初始剩磁為-500V*s，按本發(fā)明方法進行退磁，圖5為 退磁直流電壓波形圖，圖6為變壓器鐵芯磁通波形?？梢娊涍^約600s可完成鐵芯退磁，退 磁后鐵芯剩磁為6V*s，退磁效果良好。
[0041] 以上結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了說明，但這些說明不能被理解為限制 了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍由隨附的權利要求書限定，任何在本發(fā)明權利要求基 礎上的改動都是本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種變壓器鐵芯退磁方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟1 :通過直流電源給變壓器原邊繞組加壓，信號采集裝置通過互感器對變壓器電 壓電流波形進行采樣，當原邊電流不再增大時，控制器記錄飽和電流峰值isat并通過開關電 路翻轉變壓器原邊繞組電壓極性加壓，開始計時； 步驟2 :當原邊電流反向且達到-63. 2%isat時，停止計時，記錄時長為Δt;繼續(xù)加壓 至原邊電流達到_isat且不再增大，控制器再次通過開關電路翻轉變壓器原邊繞組電壓極 性，當本次加壓時長達到At/2時，關閉直流電源，完成退磁。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變壓器鐵芯退磁方法，尤其適用于變壓器直流電阻試驗后鐵芯退磁；通過用直流電源給變壓器原邊繞組三次加壓實現(xiàn)；每次加壓幅值相同，極性交變，時長根據(jù)采集到的原邊電流波形確定；前兩次分別加壓至變壓器原邊繞組電流達到正向峰值及反向峰值，第三次加壓時長為第二次加壓時電流從正向峰值到反向峰值的63.2％所用時長的一半；通過三次加壓完成鐵芯退磁，該法在保證了退磁效果的同時大大縮短了退磁時間，且退磁裝置功率小，具有實用性。
【IPC分類】H01F13/00
【公開號】CN105280331
【申請?zhí)枴緾N201510756624
【發(fā)明人】郝治國, 譚婷月, 張保會, 張曉靜, 劉志遠, 于曉軍, 鄒洪森, 韋鵬, 尹磊
【申請人】西安交通大學, 國網寧夏電力公司檢修公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月6日