CN104217839A - 一种消除变压器铁芯剩磁的方法 - Google Patents

Abstract

一种消除变压器铁芯剩磁的方法，该消除变压器铁芯剩磁的方法为，变压器铁芯剩磁消除采用低频、低压的交流退磁方法；其中交流为采用大电流方法。本发明有利于提高现场变压器去磁效果，节省试验时间和人力成本，同时可以避免因试验未完成导致长时间停电带来的经济损失。

Description

一种消除变压器铁芯剩磁的方法

技术领域

本发明涉及一种消除变压器铁芯剩磁方法，适用于变压器常规交接试验及预试定检时使用，属于变电设备的运行维护技术领域。

背景技术

随着我国工业经济的快速发展，对电力需求高速增长，电力可靠供应的要求也日益增加。电力变压器是组成电网的重要元件之一，在电网的安全可靠供电有极其重要的作用。然而，近年来国内外发生多起空投变压器导致变压器跳闸及色谱出现异常的案例，影响电网供电的可靠性，导致巨大的经济损失和不良的社会效益。

磁滞现象是在铁磁性材料中是被广泛认知的。当外加磁场施加于铁磁性物质时，其原子的偶极子按照外加场自行排列。即使当外加场被撤离，部分排列仍保持，即如果此时磁场线性降低到0场强时，此时磁感应强度B不会降至0，此时B值成为剩磁。

变压器的铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性，变压器的铁芯剩余磁感应强度，对变压器有多方面的影响，当变压器投人运行时铁芯剩余磁感应强度使变压器铁芯饱和，在励磁电流中产生大量谐波，这不仅增加了变压器的无功消耗，而且可能引起继电保护装置误动作，在国内外均发生过多次因变压器剩磁导致主变跳闸的案例。另外，铁芯的高度饱和使漏磁增加，引起金属结构件和油箱过热，局部过热将使绝缘纸老化并使变压器油分解，影响变压器的寿命。近几年，国内外发生了多起空投变压器发生跳闸及色谱数据异常的情况，原因均为铁芯剩磁所导致。因此，变压器铁芯剩磁问题已经不得不加以重视。

目前国内外使用消磁的方法有直流和交流两种方法，资料显示，对于变压器来说，常用的消磁方法采用直流退磁的方法，但是现场试验表明，直流消磁的效果不甚理想，其原因是目前的直流去磁设备主要采用不断改变方向，逐步减小电流幅值来进行去磁，而如何设置每个直流档的时间及消磁程序，很难达到最优，因此导致直流消磁效果不甚理想；而常规交流消磁设备，需要较大的试验设备运往现场，使用比较麻烦。因此，有必要研究出一种有效的，便于现场应用的消磁手段。

发明内容

本发明主要针对变压器现场消磁效果及手段存在的不足，提出了一种新的铁芯剩磁消除方法，该方法采用低频、低压的交流退磁方法。与以往的退磁效果相比，采用交流退磁比直流退磁的效果好；与常规的交流去磁方法相比，需要的设备体积较小，便于现场操作。

本发明是通过如下技术方案来实现。

一种消除变压器铁芯剩磁的方法，本发明特征在于：该消除变压器铁芯剩磁的方法为，变压器铁芯剩磁消除采用低频、低压的交流退磁方法；其中交流为采用大电流方法。

所述的消除变压器铁芯剩磁的方法步骤为：

第一步，选取变压器的一个绕组，将变压器交流源施加在一个绕组上；

第二步，计算试验所需的电压、频率值；

第三步，将电源升至所需电压、频率值；

第四步，当电源升至所需电压、频率值后，稳定一定的时间，进行消磁；

第五步，降压，降频，试验结束。

变压器一端的电压：

U₁≈4.44fN₁Φ_m＝4.44fN₁B₁S    (1)

由式(1)可知，变压器一次侧电压主要与N₁、B₁几个参数有关，其中，N₁为变压器绕组匝数，是设计时就确定的数据，不能改变，B₁为大型变压器实际运行的磁感应强度，因此，要达到去磁的目的，要考虑在参数B₁上做些文章。

在设备去磁效果与B₁有密切关系，一般认为B₁需要大于剩磁量Br，去磁效果才会明显，而硅钢片的剩磁量一般在0.8-1.2T，大型变压器实际运行的磁感应强度B₁一般在1.7T左右，其实际运行磁感应强度大于剩磁量，这也是将交流升至额定电压时去磁的原理。从式(1)可以看出，当在工频下，需要升值额定电压，B₁可以达到1.7T。如果使频率降低，当B₁达到1.7T时，所需的消磁电压也将降低，势必减小消磁设备的体积，提高现场应用效率。

本发明的工作原理是：

一，变压器铁芯剩磁消除主要采用低频、低压方法，使其在低频时，变压器铁芯较低的电压下便会饱和；

二，变压器铁芯剩磁消除采用大电流方法是因为在铁芯饱和后，将导致励磁电流变大；

三，该变压器铁芯消磁方法在一定的电压和频率范围内连续可调，确保其有效输出；

如果保证B₁运行在1.7T，频率的下降，将会使外施电压电压值降低，假设以施加1kV单相电压源在110kV、220kV、500kV主变高压侧，其所需要的频率如下表所示：

电压等级(kV)	相电压(kV)	施加电压(kV)	试验频率(Hz)
				500	288.7	1	0.1732
220	127.0	1	0.3936
				110	63.5	1	0.7873

从上表可见，对于500kV、220kV、110kV主变的在其高压侧加压时，比如在相同的外加电压1kV时，所需的频率为0.1732、0.3936及0.7873Hz，因此若要使设备有效去磁，可以将外施电压源设为平滑可调的调压器，比如在0-2kV内可调。另一方面，试验频率也可以设计成可调的频率，在一定频率下连续可调，比如在0-2Hz内可调。为了防止铁芯深度饱和，而使所需电流励磁电流激增，现场可以根据计算确定试验电压及试验频率。

本发明所述的一种铁芯剩磁消除方法，主要是利用变压器在低频，低电压阶段的饱和特性，使其在低频、低电压段完成去磁，达到去磁的目的。

本发明的有益效果是，提出了一种铁芯剩磁消除方法，有利于提高现场变压器去磁效果，节省试验时间和人力成本，同时可以避免因试验未完成导致长时间停电带来的经济损失。

附图说明

图1为本发明的试验原理图；

图2为本发明的所述方法的流程图。

图中标号为：1.交流电源；2.变压器。

具体实施方式

见图1，图2，一种消除变压器铁芯剩磁的方法，本发明特征在于：该消除变压器铁芯剩磁的方法为，变压器铁芯剩磁消除采用低频、低压的交流退磁方法；其中交流为采用大电流方法。

所述的消除变压器铁芯剩磁的方法步骤为：

第一步，选取变压器的一个绕组，将变压器交流源施加在一个绕组上；

第二步，计算试验所需的电压、频率值；

第三步，将电源升至所需电压、频率值；

第四步，当电源升至所需电压、频率值后，稳定一定的时间，进行消磁；

第五步，降压，降频，试验结束。

变压器一端的电压：

U₁≈4.44fN₁Φ_m＝4.44fN₁B₁S    (1)

由式(1)可知，变压器一次侧电压主要与N₁、B₁几个参数有关，其中，N₁为变压器绕组匝数，是设计时就确定的数据，不能改变，B₁为大型变压器实际运行的磁感应强度，因此，要达到去磁的目的，要考虑在参数B₁上做些文章。

在设备去磁效果与B₁有密切关系，一般认为B₁需要大于剩磁量Br，去磁效果才会明显，而硅钢片的剩磁量一般在0.8-1.2T，大型变压器实际运行的磁感应强度B₁一般在1.7T左右，其实际运行磁感应强度大于剩磁量，这也是将交流升至额定电压时去磁的原理。从式(1)可以看出，当在工频下，需要升值额定电压，B₁可以达到1.7T。如果使频率降低，当B₁达到1.7T时，所需的消磁电压也将降低，势必减小消磁设备的体积，提高现场应用效率。

Claims (2)

1.一种消除变压器铁芯剩磁的方法，其特征在于：该消除变压器铁芯剩磁的方法为，变压器铁芯剩磁消除采用低频、低压的交流退磁方法；其中交流为采用大电流方法。

2.根据权利要求1所述的一种消除变压器铁芯剩磁的方法，其特征在于，所述的消除变压器铁芯剩磁的方法步骤为：

第一步，选取变压器的一个绕组，将变压器交流源施加在一个绕组上；

第二步，计算试验所需的电压、频率值；

第三步，将电源升至所需电压、频率值；

第四步，当电源升至所需电压、频率值后，稳定一定的时间，进行消磁；

第五步，降压，降频，试验结束。