大型变压器直流偏磁饱和评估软件的设计与实现

论文摘要

太阳剧烈活动引发的磁暴和高压直流输电（HVDC）单极大地回路运行都可能导致变压器的直流偏磁饱和,随之产生变压器励磁电流畸变,谐波,无功损耗增加和变压器发热,振动噪声增大等一系列影响。采用电力系统仿真软件研究变压器直流偏磁饱和问题（如PSCAD）时,由于变压器励磁特性采用分段线性化饱和模型,计算复杂,不能准确反映实际变压器的励磁特性,所以建立能够准确反映实际磁滞特性的变压器饱和模型,开发一个能方便快捷评估变压器直流偏磁特性的软件系统是十分必要的。本文以基于J-A理论铁芯磁滞特性为基础,利用对偶原理建立了变压器直流偏磁饱和模型,选择microsoft. net平台,C/S模式和采用C#.net与MATLAB混合编程技术,开发了用于评估变压器直流偏磁饱和情况的计算软件。该软件可根据变压器的额定参数以及铁芯结构参数和直流量的大小对各种不同结构的变压器进行励磁电流仿真计算,方便的对变压器所受直流偏磁饱和的影响进行评估,得到直流入侵时变压器的励磁电流波形畸变情况和有效进行无功损耗计算,结果通过调用MATLAB绘图程序输出。最后以ODFS-250000/500变压器为例,分别分析了变压器在正常空载情况以及直流偏磁饱和情况下的励磁电流波形,谐波,无功并将结果与PSCAD仿真结果进行对比,验证了软件计算结果的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 本论文主要工作
• 第2章 直流偏磁饱和评估软件设计
• 2.1 评估软件需求分析
• 2.2 软件的总体结构
• 2.3 软件功能模块设计
• 2.4 小结
• 第3章 评估软件采用的理论模型及算法
• 3.1 变压器直流偏磁机理
• 3.2 变压器铁芯磁滞回线模型及算法
• 3.2.1 J-A理论磁滞回线模型
• 3.2.2 损耗特性分析处理
• 3.3 变压器励磁电流仿真模型及算法
• 3.3.1 基于对偶原理的变压器暂态仿真模型基本原理
• 3.3.2 对偶原理在变压器建模中的应用
• 3.4 变压器无功损耗计算算法
• 3.5 小结
• 第4章 评估软件功能模块的技术实现
• 4.1 登录模块的实现
• 4.1.1 用户登录界面设计
• 4.1.2 密码修改设计
• 4.2 数据输入模块的实现
• 4.2.1 模块功能
• 4.2.2 数据类型
• 4.2.3 数据输入界面
• 4.3 计算功能模块的实现
• 4.3.1 模块功能
• 4.3.2 数据类型
• 4.3.3 磁滞回线仿真模块
• 4.3.4 励磁电流仿真模块
• 4.3.5 无功损耗计算模块
• 4.4 绘图功能模块的实现
• 4.4.1 实现原理
• 4.4.2 实现步骤
• 4.5 小结
• 第5章 评估软件的标定
• 5.1 500 kV变压器结构与参数
• 5.2 直流偏磁仿真软件结果验证
• 5.2.1 正常空载运行时仿真结果
• 5.2.2 直流偏磁情况下仿真结果
• 5.3 小结
• 第6章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢