变压器在谐波条件下的损耗及热问题分析

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谐波是影响电能质量的稳态扰动之一。现代电力系统中,电力电子技术的发展、电气化铁路的发展以及工业电器的大量使用使得注入电网的谐波日益增多,对电能质量产生严重危害。变压器在电力系统中占有重要地位。目前,变压器在电力工程的各个领域中获得了广泛的应用,由于技术上与经济上的原因,变压器的单台容量越来越大,因此变压器的损耗及热点、温升更加引起人们的注意。电力系统的谐波会使变压器铜损和杂散损耗增加,外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热,还会造成变压器噪声增大、降低变压器额定容量、降低设备寿命及可靠性等。因此研究谐波对变压器损耗及温升的影响具有重要的现实意义。本文分析了谐波在变压器中产生的磁滞损耗、绕组损耗及涡流损耗等,应用变压器电磁场理论以及有限元分析理论,通过建立变压器三维模型,进行变压器的漏磁场分析,对变压器铁芯、绕组的磁场分布、谐波损耗及温升进行计算分析,得出变压器损耗及温升与谐波次数的关系,铁芯主通道轴向磁场密度分布情况,绕组及铁芯的热点分布情况等,这对于减少变压器损耗、延长变压器使用寿命、保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。
摘要第5-6页
Abstract第6页
第1章 绪论第9-15页
    1.1 电力系统谐波问题概述第9-10页
    1.2 课题研究背景和意义第10-11页
    1.3 国内外研究现状第11-14页
        1.3.1 改进参数法第11-13页
        1.3.2 测量法第13页
        1.3.3 等值法第13-14页
    1.4 课题研究主要内容第14-15页
第2章 谐波影响下的变压器损耗第15-29页
    2.1 谐波的危害及对变压器的影响第15-20页
        2.1.1 谐波的产生及危害第15-18页
        2.1.2 电力系统中的谐波源第18-19页
        2.1.3 谐波对变压器的影响第19-20页
    2.2 变压器损耗的分类第20页
    2.3 磁滞损耗第20-21页
    2.4 涡流损耗第21-22页
    2.5 绕组损耗第22页
    2.6 变压器发热与温升第22-27页
        2.6.1 变压器的温升第22-24页
        2.6.2 变压器的散热形式第24-26页
        2.6.3 变压器的冷却方式第26-27页
    2.7 谐波治理的措施第27-28页
        2.7.1 谐波源的治理第27-28页
        2.7.2 谐波的滤波与补偿第28页
    2.8 小结第28-29页
第3章 变压器磁场分析第29-37页
    3.1 时变电磁场基本理论第29-32页
        3.1.1 麦克斯韦微分方程组及边界条件第29-30页
        3.1.2 电磁位第30-31页
        3.1.3 似稳电磁场第31-32页
    3.2 变压器漏磁场产生的原因及影响第32-34页
        3.2.1 漏磁场产生的原因第32-33页
        3.2.2 漏磁场的类型第33页
        3.2.3 漏磁场对变压器的影响第33-34页
    3.3 有限元分析法概述第34-36页
    3.4 小结第36-37页
第4章 谐波影响下的变压器模型分析第37-46页
    4.1 变压器物理模型建立第37-39页
    4.2 变压器漏磁场仿真分析第39-40页
    4.3 变压器谐波损耗仿真分析第40-41页
    4.4 变压器热问题计算与分析第41页
    4.5 实测参数分析第41-45页
    4.6 小结第45-46页
第5章 结论与展望第46-47页
参考文献第47-49页
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果第49-50页
攻读硕士学位期间参加的科研工作第50-51页
致谢第51页
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