隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展，廣泛用于大型發(fā)電機(jī)組測(cè)量和保護(hù)用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強(qiáng)電磁干擾和多相運(yùn)行等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大電流互感器時(shí)，必須采取有效的屏蔽措施，屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩，盡管有效，但設(shè)備笨重。本文中，作者對(duì)有外層屏蔽繞組的大電流互感器進(jìn)行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)屏蔽繞組，使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對(duì)環(huán)形鐵心的影響呢?針對(duì)上述的問題，本文作者主要完成如下幾個(gè)方面的工作： 1、首先對(duì)國內(nèi)外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述，并成功設(shè)計(jì)了15000/5A大電流互感器。 2、對(duì)精典的電磁場理論和場路耦合法的數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了深入的研究，建立了大電流互感器的三維場路耦合有限元分析的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。應(yīng)用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對(duì)電流互感器鐵心的影響；重點(diǎn)分析了繞組屏蔽雜散磁通理論；通過等值電流法，得到無論三相還是多相電流互感器條件下，中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴(yán)重的，為大電流互感器的有效保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組，對(duì)屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性，再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置，共提出了多種優(yōu)化方案；根據(jù)三維場路耦合有限元分析模型，精確計(jì)算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布和外層繞組的局部最高溫升，通過比較多種計(jì)算結(jié)果，得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢(shì)法和降流回路法兩種試驗(yàn)方案模型，通過比較試驗(yàn)方案仿真計(jì)算結(jié)果和出廠試驗(yàn)結(jié)果，證明了仿真計(jì)算結(jié)果是正確的，可靠的。 通過對(duì)屏蔽繞組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，有效地削弱了雜散磁通，使得大電流互感器輕型化、小型化，節(jié)約了大量的銅材料，使得其運(yùn)輸更加方便。
標(biāo)簽：
大電流
互感器
繞組
應(yīng)用研究
上傳時(shí)間：
2013-04-24
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