CN112305317A - 一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，属于电力变压器电磁测量技术领域。技术方案是：负载工况下，通过给两个励磁线圈组施加不同类型的激励条件可直接测量得到负载总损耗P load ；在空载工况下，分两次分别给两个励磁线圈组同时施加负载工况下的两种激励条件，两次测量过程中，总是以和负载工况时激励条件相同的励磁线圈组为测量对象，以另一个励磁线圈组为补偿线圈。两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到空载总损耗P noload ；将负载总损耗P load 减去空载总损耗P noload ，最终得到导磁构件损耗P。本发明可以在较低的电源功能及性能要求下得到更准确的损耗测量结果。

Description

一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法
技术领域
本发明涉及一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，属于电力变压器电磁测量技术领域。
背景技术
目前，在电磁测量技术领域，交流+直流、谐波+直流等复杂激励条件下的变压器结构件的杂散损耗测量存在技术难点，主要在于受到电源功能及性能限制，无法同时施加容量足够大，且大小及含量连续可调的交直流混合激励条件。另外，由于负载（含导磁结构件）及空载（不含导磁结构件）工况条件下的励磁线圈周围的漏磁场分布有差异，这会导致励磁线圈在同样激励电流条件下空载和负载工况条件下的损耗产生差异。因此，已有技术传统的“负载损耗-空载损耗”处理方法得到导磁结构件损耗会产生误差。在交直流混合激励条件下，这一个漏磁场差异问题也需要得到解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，可突破对电源功能及性能限制，方便地实现交直流混合激励方式，并通过漏磁通补偿减小空载测量误差，最终实现直流混合激励条件下结构件损耗的准确测量，解决已有技术存在的上述技术问题。
一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，负载工况下，通过给两个励磁线圈组施加不同类型的激励条件可直接测量得到负载总损耗P load ；在空载工况下，分两次分别给两个励磁线圈组同时施加负载工况下的两种激励条件，两次测量过程中，总是以和负载工况时激励条件相同的励磁线圈组为测量对象，以另一个励磁线圈组为补偿线圈。两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到空载总损耗P noload ；将负载总损耗P load 减去空载总损耗P noload ，最终得到导磁构件损耗P。
更具体的步骤：给两个励磁线圈组分别施加不同类型激励条件，向结构件施加交直流混合激励条件，得到负载（含结构件）工况总损耗，不同类型激励条件为交流或谐波激励条件和直流激励条件；
在空载（不含结构件）工况下，先给两个励磁线圈组同时施加和负载工况时相同的其中一种激励条件，此时，将与负载工况时激励条件相同的一个励磁线圈组为测量对象，另一个励磁线圈组发挥漏磁通补偿作用，得到该测量对象励磁线圈组空载损耗；再给两个励磁线圈组同时施加和负载工况时相同的另一种激励条件，此时，将与负载工况时激励条件相同的励磁线圈组为测量对象，另一个励磁线圈组则发挥漏磁通补偿作用，得到该测量对象励磁线圈组空载损耗；两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到空载总损耗，最终作差得到结构件损耗。
两次测量期间，当测量对象为其中任意一个励磁线圈组时，另一个励磁线圈组发挥补偿作用，使励磁线圈周围的漏磁场在空载时与负载时相同。
两个励磁线圈组的电流方向需根据实验需要的漏磁场方向及结构件是否导磁确定连接方案。
本发明的有益效果是：可突破对电源功能及性能限制，方便地实现交直流混合激励方式，并通过漏磁通补偿减小空载测量误差，最终实现直流混合激励条件下结构件损耗的准确测量。
附图说明
图1为本发明实施例电磁实验装置负载工况示意图；
图2 为本发明实施例结构示意图；
图3是本发明实施例侧视结构示意图；
图4是本发明实施例去掉励磁线圈和固定底座的结构示意图；
图中：励磁线圈一1、励磁线圈二2、励磁线圈三3、励磁线圈四4、滑动底座二5、滑动底座一6、滑轨一7、滑轨二8、结构件底座9、结构件10、固定底座11、整体底座12。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，负载工况下，通过给两个励磁线圈组施加不同类型的激励条件可直接测量得到负载总损耗P load ；在空载工况下，分两次分别给两个励磁线圈组同时施加负载工况下的两种激励条件，两次测量过程中，总是以和负载工况时激励条件相同的励磁线圈组为测量对象，以另一个励磁线圈组为补偿线圈；两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到空载总损耗P noload ；将负载总损耗P load 减去空载总损耗P noload ，最终得到导磁构件损耗P。
在施加交直流两种不同激励电流条件下，测量负载（含结构件）工况条件下的电磁实验装置总损耗P load 及空载（不含结构件）工况条件下的线圈总损耗P noload ，两种损耗作差，得到结构件的杂散损耗P，可表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
所述电磁实验装置的总损耗，即为模型总损耗，在负载条件下的P load 包含两个励磁线圈组损耗及结构件损耗，在空载条件下的P noload 仅为两个励磁线圈组损耗。
所述的结构件可以是所有具有导磁性或不导磁性的材料。
在实施例一中，电磁实验装置包含励磁线圈一1、励磁线圈二2、励磁线圈三3、励磁线圈四4和结构件10，励磁线圈一1和励磁线圈二2构成第一个励磁线圈组，励磁线圈三3和励磁线圈四4构成第二个励磁线圈组，结构件10位于第一个励磁线圈组和第二个励磁线圈组之间，构成模型。
负载工况下，给两个励磁线圈组分别施加不同类型激励条件，第一个励磁线圈组施加交流或谐波，第二个励磁线圈组施加直流，测量得到模型总损耗P load 。
空载工况下，去掉第一个励磁线圈组和第二个励磁线圈组之间的结构件10。先给两个励磁线圈组同时加和负载时相同的交流或谐波激励条件，此时与负载工况时激励条件相同的第一个励磁线圈组为测量对象，第二个励磁线圈组则发挥漏磁通补偿作用，得到第一个励磁线圈组空载损耗P coil1 ；再给两个励磁线圈组同时施加和负载时相同的直流激励条件，此时与负载工况时激励条件相同的第二个励磁线圈组为测量对象，第一个励磁线圈组则发挥漏磁通补偿作用，得到第二个线圈组空载损耗P coil2 ；两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到线圈组空载总损耗P noload 。
Figure 840008DEST_PATH_IMAGE002
励磁线圈组发挥漏磁通补偿作用时，电流方向需根据结构件是否为导磁构件确定，否则无法发挥漏磁通补偿作用，还会带来测量误差，得到无效数据。
Figure 570198DEST_PATH_IMAGE001
P即为最终得到的直流激励条件下结构件损耗。
在实施例中，电磁实验装置包含励磁线圈一1、励磁线圈二2、励磁线圈三3、励磁线圈四4、滑动底座一6、滑动底座二5、滑轨一7、滑轨二8、结构件底座9、固定底座11和整体底座12。
固定底座11与整体底座12固连，滑轨一7与整体底座12固连，滑动底座一6与滑轨一7配合，滑动底座一6可沿滑轨一7滑动，滑轨二8与滑动底座一6固连，滑动底座二5与滑轨二8配合，滑动底座二5可沿滑轨二8滑动，励磁线圈一1与励磁线圈二2安装在固定底座11上，励磁线圈三3与励磁线圈四4分别安装于两个滑动底座二5之上，滑动底座二5通过滑轨二8可使励磁线圈三3与励磁线圈四4在励磁线圈轴向水平移动，从而调节励磁线圈三3与励磁线圈四4之间的轴向距离，滑动底座一6通过滑轨一7可使励磁线圈三3与励磁线圈四4沿励磁线圈辐向水平移动，从而调节励磁线圈一1、励磁线圈二2与励磁线圈三3、励磁线圈四4之间的距离，结构件底座9安装于整体底座12。
实验过程中，结构件10安装于结构件底座9，损耗是通过负载即含结构件损耗减掉空载即不含结构件线圈损耗得到的。励磁线圈一1和励磁线圈二2为一组，励磁线圈三3和励磁线圈四4为一组，负载损耗可在两个线圈组分别施加不同类型的激励源后一次测量得到。空载损耗则需两次测量才能得到，即先给两个励磁线圈组加同一种类型激励条件，其中一组的激励条件与负载时自己的工况对应，另一组发挥漏磁通补偿作用，以弥补拿掉结构件后的线圈组周围的漏磁通分布改变，测量得到前者的线圈损耗后，再给两个线圈组同时施加另一种类型激励条件，后者激励条件与负载时自己工况对应，前者则发挥漏磁通补偿作用，得到后者的励磁线圈损耗，两次测量得到的两个励磁线圈组损耗相加则得到空载损耗，并最终通过负载减空载计算得到复杂激励条件下的结构件损耗。
根据实验需要，将励磁线圈三3和励磁线圈四4通过滑动底座一6与滑轨一7、滑动底座二5与滑轨二8的配合移动到实验所需的合适的位置；将结构件10放入结构件底座9上并调整位置；分别给结构件10两侧的励磁线圈组施加不同类型的电源激励条件，实现负载即含结构件总损耗的测量；拿掉结构件10，给两个线圈组同时施加和负载时相同的其中一种激励条件，其中一组与负载时自己的工况相同，另一组则实现漏磁通补偿作用，得到前者测量结果后，再给两个励磁线圈组同时加和负载时相同的另一种激励条件，此时后者与负载时自己的工况相同，前者实现漏磁通补偿作用，得到后者励磁线圈测量结果。两次测量得到的两个励磁线圈组损耗相加，得到空载损耗。两个励磁线圈组的电流方向需根据实验需要的漏磁场方向及结构件是否导磁确定连接方案，整理实验数据，得到复杂激励条件下的结构件损耗。

Claims (3)

1.一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，其特征在于：通过给两个线圈组分别施加不同类型激励源的方式实现交直流混合激励条件;负载工况下，通过给两个励磁线圈组施加不同类型的激励条件可直接测量得到负载总损耗P load ；在空载工况下，分两次分别给两个励磁线圈组同时施加负载工况下的两种激励条件，两次测量过程中，总是以和负载工况时激励条件相同的励磁线圈组为测量对象，以另一个励磁线圈组为补偿线圈；两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到空载总损耗P noload ；将负载总损耗P load 减去空载总损耗P noload ，最终得到导磁构件损耗P。
2.根据权利要求1所述的一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，其特征在于更具体的步骤：给两个励磁线圈组分别施加不同类型激励条件，向结构件施加交直流混合激励条件，得到负载工况总损耗，不同类型激励条件为交流或谐波激励条件和直流激励条件；
在空载工况下，先给两个励磁线圈组同时施加和负载工况时相同的其中一种激励条件，此时，将与负载工况时激励条件相同的一个励磁线圈组为测量对象，另一个励磁线圈组发挥漏磁通补偿作用，得到该测量对象励磁线圈组空载损耗；再给两个励磁线圈组同时施加和负载工况时相同的另一种激励条件，此时，将与负载工况时激励条件相同的励磁线圈组为测量对象，另一个励磁线圈组则发挥漏磁通补偿作用，得到该测量对象励磁线圈组空载损耗；两次测量得到的两种激励条件下的两个励磁线圈组空载损耗相加，得到空载总损耗，最终作差得到结构件损耗。
3.根据权利要求1或2所述的一种交直流混合激励条件下结构件损耗测量方法，其特征在于：两次测量期间，当测量对象为其中任意一个励磁线圈组时，另一个励磁线圈组发挥补偿作用，使励磁线圈周围的漏磁场在空载时与负载时相同。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112966371A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 华北电力大学（保定） 交直流混合激励下的铁磁材料的异常损耗计算方法
CN114660370A (zh) * 2022-05-20 2022-06-24 保定天威保变电气股份有限公司 一种谐波加直流复合激励下铜磁屏蔽测量装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110018579A1 (en) * 2009-07-27 2011-01-27 International Truck Intellectual Property Company, Llc Auxiliary power unit diagnostic tool
JP2011226840A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Yokogawa Electric Corp 磁気特性測定方法および磁気特性測定装置
CN102262181A (zh) * 2011-07-15 2011-11-30 保定天威集团有限公司 基于漏磁通补偿的构件杂散损耗的测量方法及测量装置
JP2016100968A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 富士電機株式会社 系統連系用インバータの初期充電方法
CN105807143A (zh) * 2016-05-30 2016-07-27 河北工业大学 一种精确测量变压器结构件杂散损耗的方法
CN106646283A (zh) * 2017-01-22 2017-05-10 保定天威保变电气股份有限公司 一种确定导磁构件杂散损耗的方法
CN209148794U (zh) * 2018-11-30 2019-07-23 保定天威保变电气股份有限公司 一种基于爱泼斯坦方圈基础的模拟直流偏磁损耗实验装置
CN213581155U (zh) * 2020-11-12 2021-06-29 保定天威保变电气股份有限公司 一种变压器结构件损耗测量装置
CN113835051A (zh) * 2020-12-25 2021-12-24 华北电力大学（保定） 确定交直流复合激励下导磁构件杂散损耗的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110018579A1 (en) * 2009-07-27 2011-01-27 International Truck Intellectual Property Company, Llc Auxiliary power unit diagnostic tool
JP2011226840A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Yokogawa Electric Corp 磁気特性測定方法および磁気特性測定装置
CN102262181A (zh) * 2011-07-15 2011-11-30 保定天威集团有限公司 基于漏磁通补偿的构件杂散损耗的测量方法及测量装置
JP2016100968A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 富士電機株式会社 系統連系用インバータの初期充電方法
CN105807143A (zh) * 2016-05-30 2016-07-27 河北工业大学 一种精确测量变压器结构件杂散损耗的方法
CN106646283A (zh) * 2017-01-22 2017-05-10 保定天威保变电气股份有限公司 一种确定导磁构件杂散损耗的方法
CN209148794U (zh) * 2018-11-30 2019-07-23 保定天威保变电气股份有限公司 一种基于爱泼斯坦方圈基础的模拟直流偏磁损耗实验装置
CN213581155U (zh) * 2020-11-12 2021-06-29 保定天威保变电气股份有限公司 一种变压器结构件损耗测量装置
CN113835051A (zh) * 2020-12-25 2021-12-24 华北电力大学（保定） 确定交直流复合激励下导磁构件杂散损耗的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KONG QINGYI等: "Study on Stray-field loss of Magnetic Shields under AC-DC Hybrid Excitation", 《2019 22ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS》 *
赵志刚等: "一种确定交直流混合激励电磁构件杂散损耗的有效方法", 《电工技术学报》 *
赵志刚等: "基于漏磁通补偿的导磁钢板直流偏磁杂散损耗特性模拟", 《电工技术学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112966371A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 华北电力大学（保定） 交直流混合激励下的铁磁材料的异常损耗计算方法
CN114660370A (zh) * 2022-05-20 2022-06-24 保定天威保变电气股份有限公司 一种谐波加直流复合激励下铜磁屏蔽测量装置

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