高频变压器磁饱和电流测试方法研究

合集下载

电磁式电流互感器饱和特性研究

题目电磁式电流互感器饱和特性研究摘要电磁式电流互感器是一种以电磁感应原理为基础，具有励磁特性，这种励磁特性是非线性的，能够变换电流并且普遍应用于电力系统中。

当出现较大故障电流时，特别是非周期性成分和铁芯的剩余磁性，会导致明显的磁饱和励磁电流增加，从而使得电流互感器性能下降，这是由于继电器针对两次电流畸变而产生的保护作用而导致的。

互感器是测量用的变压器，又称仪用变压器，多数是应用在扩大仪表的测量范围，也分为电压互感器和电流互感器两种。

测量大电流时，因导线周围产生的磁场会对仪表带来附加影响，故不能采用直接式电流表，用分流器来扩大量限时，分流电阻的功耗颇大，故通常用电流互感器来扩大电流表的测量。

电流互感器是工作于低磁感应强度的铁芯变压器。

由原、副绕组绕在铁芯上构成，而副绕组匝数很多，所接电流表内电阻很小。

所以电流互感器实质上是一个短路运行的升压变压器，是一种将大电流转换为小电流的升压变压器。

电流互感器在工作时，由于电磁的影响会对电网工作产生较大的影响。

关键词：电流互感器传变特性饱和特性AbstractElectromagnetic current transformer is a kind of excitation characteristic based on the principle of electromagnetic induction, which is non-linear, can change the current and is widely used in power system. When there is a large fault current, particularly is a periodic components and residual magnetic core, can lead to obvious magnetic saturation excitation current is added, so as to make the current transformer performance degradation, it is the result of the relay in view of the two current distortion of protection. Transformers are measurement transformers, also known as instrument transformers, most of which are used toexpand the scope of measurement instruments, also divided into voltage transformers and current transformers. When measuring high current, because of the wire around the magnetic field can influence on additional instrument, therefore cannot use ammeter directly, with shunt to expand the amount limit, power consumption of the shunt resistance is rather large, so usually use current transformer to expand the current meter measurement. Current transformer is an iron core transformer with low magnetic induction intensity. It consists of primary and secondary windings wound around the iron core, while secondary windings have many turns and the resistance of the connected ammeter is small. Therefore, the current transformer is essentially a short circuit booster transformer, which converts large current into small current. When the current transformer is working, the electromagnetic influence will have a great influence on the work of the power grid.Key words:Electromagnetic transformer Throughout the features Saturation characteristic目录摘要 (I)1 前言 (1)1.1课程题目的探讨 (1)1.2课题研究现状 (2)1.3论文主要内容 (2)2电流互感器 (4)2.1电流互感器的结构 (4)2.1.2电流互感器的原理 (8)2.2电磁式电流互感器存在的问题 (10)2.2.1 电磁式电流互感器存在的缺陷 (10)2.2.2电流互感器饱和对继电保护的影响 (11)2.2.3防止电流互感器饱和的方法与措施 (12)2.3电流互感器传变特性 (13)2.3.1 稳态传变特性试验分析 (13)2.3.2 暂态传变特性试验分析 (14)2.4小结 (14)3 结论与展望 (16)参考文献 (17)1 前言1.1 课程题目的探讨电力工业是国家发展支柱行业，与国民经济健康发展息息相关。

电流互感器大电流饱和测试技术与实现方法研究

电流互感器是电能计量装置的重要组成部分，大电流互感器的稳定性直接关系到整个电网电能计量的准确性。我国目前电网中使用的电流互感器大多是 10 年前安装的，经常出现剩磁、老化等现象，直接影响电网安全和稳定。由于 10 年前电网的容量小，短路电流的水平较低，使得电流互感器难以满足当前的工况需要。例如某区域 110kV 系统，其短路电流水平达到 40kA，330kV 系统则达到 48kA。目前，微机保护装置已覆盖到各大电网，进一步提升了故障判断速度。因此，提升 CT 暂态相应特性的动作性能十分关键。
图 1 系统短路故障图
一次瞬时电流公式：
78
中国设备工程 2017.05 ( 上 )
中国设备 Engineering 工程
hina C Plant
is =
sin( wt + Rs + ( wLs 2U s
-Øቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe
1 − −t ts
sin(
- Ø
其中：TS=L jR s 为常数，相角。
E2 N ( R1 + Z 2 cos ) 2 + ( X 1 + Z 2 sin ) 2
φ
3 案例分析
对某区域短路电流水平进行调研，该断面处为 330kV 变电站，其最大短路电流为 48kV，110kV 最大短路电流为 40kV。通过排查，该区域 330kV 与 110kV 两种 CT 饱和均超标，存在一定风险，容易产生差动保护错误动作。具体参数见表 1。互感器试验结构均按用实际装置模拟真实工况。CT 二次负载设计中，CT5#、CT10#、CT4#、CT9#、均采用无感电阻负载，分别实测 29.28Ω、29.2Ω、 7.848Ω、7.729Ω，二次回路设备均采用故障录波装置。CT2#、CT7# 负载采用 4mm2 电缆 500m，其二次回路设备采用故障录波装置差动保护，实测负载分别为 4.345Ω 和 4.318Ω。CT3#、CT8#，负载采用无感电阻，二次回路设备采用母线差动保护装置，实测负载分别为：1.358Ω 和 1.422Ω。采集回路设计。目前数据采集装置常用分流器

高频低压平面变压器磁芯气隙的研究

第38卷第3期计算机仿真2021年3月文章编号：1006 - 9348 (2021)03 - 0190 - 04高频低压平面变压器磁芯气隙的研究王星，程志江，孟德炀，翁雄亮(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要:变压器时常发生磁饱和现象。

为防止磁饱和的发生，通常在磁路中加人一段气隙或减少绕组匝数。

研究在磁回路中加人气隙来避免磁饱和时，气隙量对高频平面变压器特性参数的影响。

以TDK铁氧体设计的髙频平面变压器为研究对象，通过理论分析计算出饱和电流和气隙量。

在ANSYS中建立3D仿真模型和电路简化模型，改变气隙量，分析高频平面变压器的涡流场、静电场特性以及原副边电压特性，将仿真数据用MATLAB处理后，得出其电气参数变化规律。

关键词：髙频平面变压器;涡流场;静电场;磁芯气隙;磁饱和中图分类号:TP391.9 文献标识码:BResearch on Air Gap of Magnetic Core of Low Voltage H P TWANG Xing,CHENG Zhi - Jiang,MENG De - Yang, WENG Xiong - Liang(College of Electrical Engineering,Xinjiang University,WulumuqiXinjiang830047,China) ABSTRACT:Magnetic saturation often occurs in transformers.In order to prevent the occurrence of it,an air gap is usually added to the magnetic circuit or the number of winding turns is reduced.This paper studied the effect of air gap on the characteristic parameters of high frequency planar transformer when air gap was added to the magnetic circuit to avoid magnetic saturation.Taking the high frequency planar transformer designed by TDK ferrite as the research object,the saturation current and air gap were calculated through theoretical analysis.In ANSYS,a3D simulation model and a simplified circuit model were established to change the air gap and analyze the eddy current field, electrostatic field characteristics and the original and secondary voltage characteristics of high frequency planar transformer.After processing the simulation data with MATLAB,the variation law of electrical parameters was obtained.KEYW ORDS：High frequency planar transformer；Eddy current field；electrostatic field；Magnetic core gap；Magnetic saturationi引言在磁化曲线（B-H曲线）中，当磁场强度（H)达到某一值时，磁感应强度（B)就不再随磁场强度的增加而增加了，这种现象就叫做磁饱和现象。

如何自己测量电感或变压器的饱和电流

如何自己测量电感或变压器的饱和电流？不管是ACDC变换器，还是DCDC变换器，都要校核变压器或电感的饱和电流，其饱和电流必须大于系统设定的OCP电流，并保证足够的余量。

电感的厂家数据表通常会给出其产品的饱和电流，而ACDC的变压器，例如反激变换器变压器，基本上都是工程师自己设计的，设计过程中，基于圆整的初级匝数或电感，然后调整电感磁芯的气隙大小，很少校核变压器实际的饱和电流值。

如何自己测量电感或变压器的饱和电流？1、电感或变压器的饱和电流测量步骤电感或变压器的饱和电流测量步骤如下：图1：电感的饱和电流测量1、用导线L1把直流电源的正端和电感的管脚A连接起来，导线L1的端点和电感的管脚A 可以焊起来。

2、直流电源输出电压设定在10V，设定好直流电源的限流电流，可以先设定一个较小的值，如1A。

3、将电流探头连接在示波器的接口上，电流探头的卡口端卡在导线L1上，注意电流探头的方向，和测量的电流方向一致。

4、将导线L2的一端和和直流电源的负端连接好。

5、示波器调在电流探头连接的通道触发，触发值调在较低的值，如0.2A；同时，示波器调在单次触发。

6、按直流电源输出键，输出直流电压；用手拿着导线L2的另一端，让导线头去触碰电感的管脚B端，然后迅速拿开导线L2，让导线头和电感的管脚B端脱离接触。

7、适当缩小时基，观察示波器的波形，如果电感电流的波形后面变平，则增加直流电源的限流点，重复步骤5、步骤6，直到出现如图2的电感电流波形。

8、测量电感电流波形的拐点位置，即约为电感的饱和电流。

图2中，拐点位置约为13A，电感的饱和电流约为13A。

时基（X轴）和电流刻度（Y轴）开始的时候可以先设定大一些的值，然后，依据测量波形的情况，逐渐的缩小到合适的范围，保证能看到完整的电流波形即可。

图2：电感的电流波形，L=10uH，Vin=10V变压器初级的饱和电流的测量过程同上，只是测量的时候，所加的电压可以用高一些，如使用20V，或更高的电压。

开关电源磁饱和的检测方法

开关电源磁饱和的检测⽅法开关电源磁饱和的检测⽅法⾼频变压器是隔离式开关电源中的⼀个重要部件，⾼频变压器的设计也是开关电源的⼀项关键技术。

在实际应⽤中，经常因为⾼频变压器的错误设计或者⼯艺问题⽽损坏开关电源。

造成故障的主要原因是⾼频变压器磁饱和。

下⾯介绍利⽤⽰波器检测⾼频变压器磁饱和的简便⽅法。

⼀、⾼频变压器磁饱和特性及其对开关电源的危害。

1.⾼频变压器磁饱和特性。

在铁磁性材料被磁化的过程中，此感应强度B⾸先随外部磁场强度H 的增加⽽不断增强；但是当H超过⼀定数值时，磁感应强度B就趋近于某⼀个固定值，达到磁饱和状态。

典型的磁化曲线如图9-5-1所⽰，当B约等于Bp时就进⼊临界饱和区，当B约等于Bo时就到达磁饱和区。

对开关电源⽽⾔，当⾼频变压器内的磁通量不随外界磁场强度的增⼤⽽显著变化时，称作磁饱和状态。

因磁场强度H变化时磁感应强度B变化很⼩，故磁导率显著降低。

此时⼀次绕组的电感量Lp也明显降低。

由图9-5-1可见，磁导率就等于磁化曲线的斜率，但由于磁化曲线是⾮线性的，因此磁导率并不是⼀个常数。

2.磁饱和对开关电源的危害。

在反激式开关电源中，⾼频变压器在电路中具有存储能量、隔离输出和电压变换这三⼤功能。

⼀旦发⽣磁饱和，对开关电源危害极⼤，轻则使元器件过热，重则会使元件损坏。

在磁饱和时，⼀次绕组的电感量Lp明显降低，以⾄于⼀次绕组的直流电阻（铜阻）和开关管MOSSEF的功耗迅速增加，导致⼀次侧电流急剧增⼤，有可能在限流电路还来不及保护时，开关管就已经损坏。

⼀次侧电流的增⼤，使⾼频变压器漏感产⽣的尖峰电压升⾼。

该尖峰电压与直流⾼压和感应电压相叠加后，加⾄功率开关管的漏极上，可能会超过开关管的击穿电压，⽽使得开关管击穿损坏。

发⽣磁饱和故障时主要表现在：⾼频变压器很热、开关管很烫、加载时输出电压迅速跌落，达不到设计的输出功率。

防⽌⾼频变压器磁饱和的⽅法很多，主要是适当减⼩⼀次绕组的电感量Lp。

此外，尽量选择尺⼨较⼤的磁芯并且给磁芯留有⼀定的⽓隙宽度，也能防⽌磁芯进⼊磁饱和状态。

电源变压器饱和电流测试方法

电源变压器饱和电流测试方法电源变压器饱和电流测试方法电源变压器是供电系统的重要组成部分，它的质量直接影响到整个供电系统的稳定性和可靠性。

其中，饱和电流是电源变压器的一个重要参数，影响着变压器的功率和效率。

因此，正确测试电源变压器的饱和电流是非常重要的。

下面将介绍几种电源变压器饱和电流测试方法。

一、示波器法示波器法是一种比较传统的测试方法，其原理是利用示波器测出电源变压器输出的电压波形和电流波形，通过测量电源变压器的饱和电流，来评估变压器的性能。

示波器法测试的具体步骤如下：1. 将电源变压器的输出线接入示波器。

2. 将示波器设置为测量直流信号的模式。

3. 将示波器的触发方式设置为边沿触发，并根据情况调整触发电平和触发时间。

4. 测量处于饱和状态的变压器的输出电流和电压，并计算饱和电流。

示波器法的优点是测试结果准确可靠，也不需要对电源变压器进行任何修改和操作。

但缺点是测试过程复杂，需要手动调整示波器的参数，并且需要高质量的测试仪器才能得到准确的测试结果。

二、电流传感器法电流传感器法是一种比较新颖的测试方法，它利用专业的电流传感器来测量电源变压器的饱和电流。

这种方法测试简便、可靠度高，已经被广泛应用于实际工程中。

电流传感器法的具体步骤如下：1. 将电流传感器的输出端连接至测试设备。

2. 将电源变压器的输出线接入电流传感器。

3. 让变压器达到饱和状态，并记录测试数据。

4. 根据测试数据计算出电源变压器的饱和电流。

电流传感器法不需要调节和修改电源变压器的任何参数，因此避免了潜在的人为误差。

同时，它还可以快速、准确地测量电源变压器饱和电流，因此被广泛应用于电力行业。

三、数字化测试法数字化测试法是一种新兴的测试方法，它结合了计算机技术和数码测试仪器。

这种方法可以将电源变压器的电流和电压信号数字化，并通过计算机进行数据分析，快速地得到测试结果。

数字化测试法的具体步骤如下：1. 将电源变压器的输出线接入数码测试仪器。

高频变压器磁饱和电流测试电路的设计

高频变压器磁饱和电流测试电路的设计高频变压器磁饱和电流测试电路是一种用于测量变压器磁饱和电流的电路，它能够提供准确、快速、简便的测量数据，帮助用户有效地检测变压器的磁饱和特性。

本文着重介绍如何设计高频变压器磁饱和电流测试电路，并且将分析其原理和技术特点，以期更好的利用它来检测变压器的磁饱和特性。

1.频变压器磁饱和电流测试电路的主要原理高频变压器磁饱和电流测试电路的核心是测量电流的施耐德断路器，它能够提供准确的变压器磁饱和电流测量数据，是当今市场上最可靠的测量仪器之一。

该断路器是一种双极性断路器，具有极高的灵敏度和精准性，并且能够有效地避免接收和发射失真，可以提供准确可靠的测量数据。

另外，断路器还可以通过接入微处理器，自动控制其输出电流，以便于实现准确的测量。

2.频变压器磁饱和电流测试电路的技术特点高频变压器磁饱和电流测试电路有许多技术特点，这些特点可以帮助用户更好地进行变压器磁饱和测试。

首先，它能够实现精准的测量，并且能够测量到变压器磁饱和电流特性，这在原有设备中是不可能实现的。

其次，电路的控制和操作都非常简单易行，可以帮助用户节约大量的时间和成本。

此外，该电路所用的元器件都采用最新的尖端技术，确保测量数据的准确性和可靠性。

3.频变压器磁饱和电流测试电路的应用高频变压器磁饱和电流测试电路广泛应用于变压器的磁饱和特性检测，是一种有力的测试工具。

用户可以根据测试结果进行准确判断，从而有效地检测变压器磁饱和特性，并保证变压器的质量和稳定性。

另外，该测试电路还可以检测变压器内部电路的稳定性，以及额定电压和频率的改变。

本文介绍了高频变压器磁饱和电流测试电路的主要原理、技术特点以及应用，旨在帮助用户更好地检测变压器的磁饱和特性。

高频变压器磁饱和电流测试电路的应用可以减少变压器的维护成本，从而保证变压器的运行效率和稳定性。

磁饱和裕度试验方法

6.3.8 磁饱和裕度试验方法
6.3.8.1 直接测量
如果被检电流互感器150%额定电流点在标准装置的测量范围内,可以用比较法直接测量150%点的误差。

6.3.8.2 间接测量
如果不具备在150%额定电流点测量误差的标准装置,可以通过增加二次负荷的方法间接测量，测量时选定的电流不小于额定电流的20%。

设选定的电流百分点为m%，电流互感器的额定二次负荷为Z B ，二次绕组电阻和漏电抗为Z 2，分别在二次负荷Z B ，电流百分点m%以及二次负荷2Z B +Z 2，电流百分点0.5m%下测量电流互感器的误差，得到f 1、δ1和f 2、δ2。

然后在二次负荷(150/m)Z B +(150/m －1)Z 2，电流百分点m%下测量电流互感器的误差，得到f 3、δ3。

被检电流互感器150%电流百分点下的误差按下式计算：
321150
)1501)(2(f m m f f f +-
-= (5) 321150)1501)(2(δδδδm m +--= (6)。

电流检测探头磁饱和性能测试方法

ｗｗｗ．ｅｍｃ２０１８ｕｓａ．ｅｍｃｓｓ．ｏｒｇ
频率为１０ＭＨｚ时，测试结果表ｌ；将电流值逐渐增大至６Ａ时，频谱仪Ｌ的耦合值下降１ｄＢ，冈此该电流检测探头１０ＭＨｚ时的磁饱和电流为６Ａ频率为５０ＭＨｚ时。
表２频率为５０ＭＨｚ时探头磁饱和实验数据频率为５０ＭＨｚ时探头的嘏合值
－Ｉ－Ｉ
欢迎参．＂，Ｊ１２０１８年７月３０日至８月３Ｅ在美国加利福尼亚长滩举行的
演讲者有天线教科书的作家ＣｏｎｓｔａｎｔｉｎｅＢａｌａｎｉｓ教授，和其他专家。如果您不能亲自出席研讨会，也可以观看ＥＭＣ＋ＳＩＰＩ２０１８在线研讨会。欲了解更多信息，请访问
比较小。须采川大传输阻抗的频率段才能在频谱仪上显示 …来而电流榆测探头的传输阻抗值为先上升再稳定的一个过程，刚此要选择阻抗随频率稳定后的频率值被测电流探头范同为ｌ０ｋＨｚ～ＩＯ０ＭＨｚ，传输阻抗稳定的频率段为１００ｋＨｚ～１００ＭＨｚ，为保证实验的可靠性，在此范同内随机选取ｌ０ＭＨｚ和５０ＭＨｚ两个频率点为本次测试的试验点
（３）更换不同的频牢点，重复以上步骤，即可测试所需顿昔莲点的磁饱和电流．．
测试结果见表２；将电流值逐渐增大至４ＡｔＩＩｆ，频谱仪上的耦合值下降１ｄＢ，因此该电流检测探存５０ＭＨｚ时的磁饱和电流为４Ａ
测试结果『｛１ｒ射频信号是｝｝１隔离电容耦合过来的，射频信号

一种变压器饱和状态下的励磁曲线的测量方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710936705.8(22)申请日 2017.10.10(71)申请人广东电网有限责任公司电力科学研究院地址 510080 广东省广州市越秀区东风东路水均岗8号(72)发明人周原　司马文霞　杨贤　刘永来　杨翠茹　马志钦　杨鸣　彭代晓　周丹　吕鸿　李谦　(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人张春水　唐京桥(51)Int.Cl.G01R 33/12(2006.01)(54)发明名称一种变压器饱和状态下的励磁曲线的测量方法(57)摘要本发明公开了一种变压器饱和状态下的励磁曲线的测量方法，用于解决现有技术中并没有一种可模拟获知变压器在饱和状态下的运行状态的方法的技术问题。

本发明通过测量变压器空载合闸时的励磁涌流和二次侧端电压，经过数值积分和计算，得到变压器的励磁曲线。

并且由于励磁涌流范围大，所得的励磁曲线包含了深度饱和状态下的励磁特性，因此可通过所得的励磁曲线获得变压器在饱和状态运行下的参数值以及磁芯的励磁特性等信息，有助于工程运维人员对变压器在饱和状态下的运行状态进行研究。

权利要求书1页说明书4页附图5页CN 107677975 A 2018.02.09C N 107677975A1.一种变压器饱和状态下的励磁曲线的测量方法，其特征在于，包括：搭建变压器空载试验电路，并采用开关对变压器进行空载合闸；测量并记录所述变压器空载合闸瞬间的电流波形数据和电压波形数据；对所述电压波形数据进行积分获得变压器的磁通量数据；根据所述电流波形数据与所述磁通量数据绘得变压器饱和状态下的励磁曲线。

2.根据权利要求1所述的变压器饱和状态下的励磁曲线的测量方法，其特征在于，所述变压器空载试验电路包括试验电源和变压器；所述试验电源用于提供稳定的正弦电压；所述开关为过零开关，所述过零开关设置于所述试验电源与所述变压器的一次侧之间，用于在正弦电压的相位为0时控制合闸。

基于磁性材料测试仪器的饱和磁场测量方法

基于磁性材料测试仪器的饱和磁场测量方法饱和磁场是指当外加磁场的强度逐渐增加时，材料磁化强度达到饱和时的磁场强度。

饱和磁场测量方法是对材料的磁性能进行评价的重要手段之一。

而基于磁性材料测试仪器的饱和磁场测量方法则是通过特定的仪器仪表来完成对饱和磁场的测量。

在基于磁性材料测试仪器的饱和磁场测量方法中，常用的仪器是霍尔效应磁力计和振动样品磁场计。

下面将分别介绍这两种仪器的使用原理和操作步骤。

首先是霍尔效应磁力计。

霍尔效应磁力计是一种基于霍尔效应原理设计的磁场测量仪器。

它采用了霍尔元件，在外加磁场作用下，霍尔元件产生的霍尔电压与磁场的大小成正比。

利用这个原理，可以通过测量霍尔电压来获取磁场的大小。

使用霍尔效应磁力计进行饱和磁场测量的步骤如下：1. 准备工作：将霍尔效应磁力计连接到电源，并通过调节电源电压调整霍尔电压的测量范围。

2. 校准：在没有外加磁场的情况下，记录下霍尔电压的初始值。

这个初始值将用于后续计算饱和磁场。

3. 施加外加磁场：通过外加电流或磁铁施加恒定的磁场，可以使用具有已知磁场强度的校准磁铁来实现。

4. 测量：在外加磁场的作用下，记录下霍尔电压的变化。

根据霍尔电压与磁场大小的线性关系，可以得到磁场的数值。

5. 计算饱和磁场：利用之前记录的初始值和测量到的磁场数值，可以计算出饱和磁场的大小。

接下来是振动样品磁场计。

振动样品磁场计是一种基于振动样品原理设计的磁场测量仪器。

它通过测量材料在磁场作用下的振荡频率来间接获取磁场的大小。

使用振动样品磁场计进行饱和磁场测量的步骤如下：1. 准备工作：将振动样品磁场计连接到电源，并通过调节电源电压调整振荡频率的测量范围。

2. 校准：在没有外加磁场的情况下，记录下振动样品磁场计的振荡频率的初始值。

这个初始值将用于后续计算饱和磁场。

3. 施加外加磁场：通过外加电流或磁铁施加恒定的磁场，可以使用具有已知磁场强度的校准磁铁来实现。

4. 测量：在外加磁场的作用下，记录下振动样品磁场计的振荡频率的变化。

电力变压器铁心剩磁的测量与削弱方法

电力变压器铁心剩磁的测量与削弱方法河北工业大学机械工程学院、河北省电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室的研究人员戈文祺、汪友华等，在2015年第16期《电工技术学报》上撰文，大型电力变压器在各种检测以及运行之后，由于其铁心结构的封闭性以及铁磁材料固有的磁滞现象，会在铁心中留有剩磁。

剩磁的存在将加速电力变压器铁心的磁化饱和，产生励磁涌流。

本文提出一种新的剩磁测量方法，通过分析剩磁产生的原理，对已知电力变压器进行电磁暂态仿真分析建立剩磁-电流的关系式。

选取环形变压器铁心搭建实验检测电路，处理实验得到暂态测量电流信号，并将结果代入已建立的剩磁-电流关系式中，得到电力变压器铁心中的剩磁。

在已知剩磁的基础上研究已有的去磁方法，选取直流法削弱剩磁，根据测量得到的剩磁进行去磁电流设定。

通过消磁前后的测量电流波形对比说明能够有效地削弱剩磁，达到减小涌流的目的，验证了去磁方法的有效性。

电力变压器投入运行再切出运行的过程，由于铁磁材料的磁滞特性，铁心中会留有剩磁。

在轻载或者空载的情况下合闸通电，可能导致绕组产生励磁涌流[1-3]。

较高的励磁涌流将产生过电压使断路器跳闸、电力变压器合闸操作频频失效，甚至烧毁器件，造成一定的经济损失。

变压器励磁涌流产生的原因在于铁心因合闸角、剩磁等条件的综合作用而进入饱和区甚至是深度饱和区[1]。

由于剩磁是励磁涌流的主要影响因素之一，正确检测剩磁对减少涌流的研究有很大帮助。

现有的剩磁分析方法基本上分为以下几种：（1）依据实际操作经验估计剩磁，一般认为实验运行后剩磁为20%～80%饱和磁通值范围[4,5]，激励时根据经验选取剩磁，这种方法目前被广泛运用于各大变压器厂家出厂检测空载合闸前的剩磁预测中。

（2）D. I.Taylor等提出一种预充磁（pre- fluxing）分析法[7,8]，即给铁心加载激励至一个较大的已知磁通值，使得原有剩磁被覆盖，然后以新的已知剩磁为基础进行分析，利用选相合闸操作削弱励磁涌流。

电力变压器铁心饱和磁特性的测量

电力变压器铁心饱和磁特性的测量刘宏勋;杨庆新;张俊杰;刘兰荣【摘要】It is very important to measure and model the saturation excitation curve of power transformer core. A laminated core model of product level is presented to model the working state of transformer in deep saturation. An efficient method to measure the Bm-Hb curve of the laminated core is introduced in detail and analyzed in this paper. The maximum flux density Bm of the laminated core material (30Q140) can be increased up to 2.058 T, which is almost a deep saturation point. This study can provide useful and important reference to the researchers who focus on electric magnetic machines design.%对电力变压器铁心材料磁特性的测量和模拟具有现实的意义.利用叠片铁心模型进行实验,更接近电力变压器运行的工况,采用WT3000功率分析仪测量数据,得到基本磁化曲线,特别是饱和后的数据,磁感应强度可达到2.058 T.本文对具体测量方案做了详细的介绍,测量结果对于计算饱和后的变压器损耗提供了有力的依据,对铁心材料的模拟提供了实验数据,对变压器过励磁的分析有很强的使用价值.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】电力变压器;叠片铁心模型;磁化曲线;过饱和;电磁特性【作者】刘宏勋;杨庆新;张俊杰;刘兰荣【作者单位】河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津300130;河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津300130;天津工业大学,天津300160;保定天威集团技术中心电磁研究室,河北保定071056;保定天威集团技术中心电磁研究室,河北保定071056【正文语种】中文【中图分类】TM150 引言铁心过励磁一般指铁心工作在磁密饱和点以上.当一台变压器在饱和磁密或以上运行时，就会有大量的杂散磁通使绕组和夹件、油箱等金属件产生杂散损耗而使局部过热.为使变压器不产生过励磁或缩短过励磁时间，一方面要有过励磁保护装置，另一方面设计时要按照变压器运行特性[1]加以考虑.1 方法利用已经建立的模拟变压器铁心的叠片铁心模型，通过实验的方法测量得到铁心接近饱和时的数据，更接近铁心的实际工况.测量的难点是如何在铁芯接近饱和的情况下，保证测量电压的正弦性，波形畸变在国标允许的范围内.通过几组实验方法的比较，最终确定的实验方案和实验所使用的仪器设备及性能指标如表1所示.其中被试品的选择关系到能否测量得到有效的实验数据.本实验中采用的被试品由天威集团实验中心制作.该产品级的铁心模型全部采用45°全斜接缝、每级两片、三级步进、5mm搭接的叠装工艺制作而成[2].铁心模型（ModelC2）的主要技术数据参见表2（天威集团电磁研究室提供）[3-4].表1 实验所使用的仪器设备及性能Tab.1 Parametersof the experimentdevices 设备名称规格型号性能指标自耦调压器 TDGC2-30（调节电流≥30A）额定输入电压380 V；额定输出电压0～430 V；额定容量：30 kVA；输出电流：69 A；相数：单相；频率：50Hz；冷却方式：自冷；精密功率分析仪（日本）YOKOGAWA WT3000可测直流与交流信号；最大电流测量值30 A（rms）；电流电压读取精度±0.02%，范围精度±0.04%；功率精度±0.06%；电压测量端内阻10M，电流测量端内阻0.0055模型铁心尺寸硅钢片型号30Q140（武钢生产，未退火处理）硅钢片密度模型铁心截面激磁线圈和磁量线圈匝数激磁线圈线规导线电导率导线密度测量线圈线规总激磁线圈匝数总测量线圈匝数转角厚度/m硅钢片规格/m 7.65×103 kg/m3 2 767.05mm2第1层108匝（抽头）第2层104匝第3层100匝4× 1.6mm 5.714 3×107 S/m 温度：20℃8.9×103 kg/m3 0.56mm 312（108（内）+104（中）+100（外））312（与激磁线圈分布一致）0.025 0.420×0.1102 实验线路该实验的目的是，对模型（ModelC2）312匝做过励磁实验，同时测量模型的输入电压与输出电压，观察电压波形的正弦性，并利用WT3000记录实验数据及波形.在保证感应电压波形正弦性的前提下，尽可能做到更高的值，从而得到深度饱和的实验数据与结果.实验线路如图1.在被测试品（模型铁心）的激励端施加一个正弦的电压源，而将测量端开路，测量并记录下空载时的数据.随着激励电压的升高，被测铁心的磁感应强度会逐渐升高.当超过1.9T后，激磁电流峰值会很大，此时要注意监测测量电压的波形的正弦性，THD含量不能超过规定的值.每一个工作点都记录下相应的电压、电流等数据和波形.3 实验结果图1 实验接线原理图Fig.1 Schematic diagram of theexperimentcircuit本实验使用精密功率分析仪（WT3000，YOKOGAWA，日本）记录测量线圈的感应电压，激磁线圈的电流，由实验中采集的电压电流的波形数据进行数据处理，应用MATLAB已编程序进行求解，求得、（：磁通密度为最大值时对应的磁场强度值）.表3中列出了实验数据整理得出的叠片铁心的数据.图2是根据方圈的实验数据[4],利用MATLAB绘制的激磁曲线.图中的系列4是根据本次实验数据绘制的激磁曲线的饱和段.为了是曲线更加清晰，图3中绘制出只取磁感应强度超过1.8 T 的一段.表3 数据处理后的和Tab.3 Calculated and based on the experimentaldata磁感应强度1.937 1.947 1.969 1.991 2 2.021磁场强度3 555.118 0 4 000.645 2 5 741.225 6 9 433.500 2 11 429.516 1 16 781.980 7磁感应强度2.034 2.043 2.049 2.054 2.058磁场强度20 342.234 3 23 096.753 6 25 022.997 7 26 565.707 5 27 836.001 9由实验数据可以计算出铁心材料相对磁导率的数值.对实验结果进行计算分析后，看到铁心的相对磁导率从433.58变化到58.83.按照饱和计算中的理论分析，铁心达到完全饱和后会有=1，即铁心磁导率会等于空气的磁导率.在这个实验中，可以做到最小到58.83，还能保证电压波形的畸变率小于国标的规定.图4为根据测量结果画出的激磁曲线和相应的磁导率变化曲线.图5是相对磁导率随着磁场强度变化的曲线.4 在饱和段对叠片铁心材料的模拟对激磁曲线测量的数据点愈多，那么反应激磁曲线的精确度也越高.当铁心材料进入饱和后，随着铁心非线性程度的不断增加，磁感应强度很小的变化，都会引起激磁电流很大的增加，这样对测量造成了很大的难度.这一点从表3数据中可以清楚的看出来.当值从2.034 T增加到2.043 T，也就是增加了0.009 T，相应的从20 342.234 3（A/m）增加到23 096.753 6（A/m），增加了2 754.519 3(A/m).所以针对已经测得的实验数据，采用工程实践和科学实验中常用的最小二乘法对测量数据进行拟合，可以得到饱和段中和的近似关系式：5 结论电力变压器的过励磁故障分析中，铁心的电磁特性关系重大.本文针对电力变压器的铁心特性进行研究，介绍了接近工程变压器的铁心方圈法测量铁心过励磁特性的方法，得到变压器铁芯高度饱和时激磁数据，对于变压器的过励磁的分析和计算具有重要的意义.目前的问题是，由于过励磁时的非线性，磁通密度的变化使得激磁电流峰峰值达到了上百安培，在计算上存在着难于收敛的问题.对计算机的性能提出了更高的要求，计算方法上也需要做更多的研究，解决收敛性的难题.参考文献：[1]张燕.油浸式变压器过励磁问题初探 [J].变压器，1997，34（11）：23-25.[2]杜永，程志光，颜威利，等.电力变压器全斜接缝叠片铁心工作条件下的磁性能模拟 [J].电工技术学报，2010，25（3）：14-19.[3]张献，邢金，程志光，等.基于双方圈模型的接缝区域容量测定和饱和特性研究[J].变压器，2008，45（12）：14-17.[4]程志光，高桥泽雄，弗甘尼.电气工程电磁热场模拟与应用 [M].北京：科学出版社，2009.[5]谢德馨.三维涡流场的有限元分析 [M].北京：机械工业出版社，2008.。

电源变压器饱和电流测试方法

电源变压器饱和电流测试方法
电源变压器是电子设备中不可或缺的一部分，它的作用是将交流电转换为直流电，为其他电子设备提供稳定的电源。

在使用电源变压器时，我们需要了解它的饱和电流，以确保它的正常工作。

饱和电流是指在电源变压器中，当磁通密度达到一定值时，铁芯中的磁通不再随电流的增加而增加，而是趋于饱和状态。

此时，电源变压器的电流将不再增加，而是保持在一个稳定的值。

这个值就是饱和电流。

为了测试电源变压器的饱和电流，我们需要使用一些专业的测试仪器。

首先，我们需要准备一个电流表和一个电压表。

然后，将电源变压器连接到电路中，让它正常工作。

接下来，我们需要逐渐增加电源变压器的输入电压，直到电流表显示的电流不再增加，而是保持在一个稳定的值。

这个值就是电源变压器的饱和电流。

在测试电源变压器的饱和电流时，需要注意以下几点：
1. 测试时需要使用专业的测试仪器，以确保测试结果的准确性。

2. 在测试过程中，需要逐渐增加电源变压器的输入电压，以避免过载损坏电源变压器。

3. 在测试过程中，需要注意安全，避免触电等危险情况的发生。

4. 在测试完成后，需要记录测试结果，并根据测试结果进行相应的
调整和维护。

了解电源变压器的饱和电流是非常重要的，它可以帮助我们确保电源变压器的正常工作，保障其他电子设备的稳定运行。

在测试电源变压器的饱和电流时，需要注意安全，使用专业的测试仪器，并记录测试结果，以便进行相应的调整和维护。

变压器励磁涌流检测matalab

中国石油大学胜利学院综合课程设计总结报告题目：变压器励磁涌流检测模型学生姓名：张旭系别：机械与电气工程系专业年级： 2012级电气工程专业专升本1班指导教师：王铭2013年 7月1 日一、设计任务与要求1、培养学生文献检索的能力。

2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、提高学生课程设计报告撰写水平。

设计要求：1、自主学习电力系统仿真软件matlab，提高自学能力；2、利用仿真软件搭建电气工程专业领域内相关知识点的仿真模型；3、对模型进行调试，提高自我解决问题能力；4、利用相关知识通过仿真后得到的波形或数据对仿真模型的正确性进行必要的验证二、方案设计与论证变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器, 用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压, 是交流电输配系统中的重要电气设备。

变压器在轻载或者空载的情况下合闸通电的时候, 可能变压器的一次侧绕组中流过励磁涌流。

励磁涌流出现的原因是在变压器铁芯被拖入饱和区甚至是深度饱和区, 励磁涌流对变压器自身和对电网中的电能质量都有不利影响。

当变压器合闸时, 可能产生很大的电流。

当合上断路器给变压器充电时, 有时可以看到变压器电流表的指针摆得很大, 然后很快返回到正常的空载励磁电流值,这个冲击电流通常称之为励磁涌流。

变压器励磁电流的大小取决于励磁电感L的数值, 也就取决于变压器铁芯是否饱和, 正常运行和外部故障时变压器不会饱和, 励磁电流一般不会超过额定电流的2% ~ 5%。

励磁涌流的最大值可以达到额定电流的4~ 8 倍, 并与变压器的额定容量有关。

1 励磁涌流的特点(1) 涌流含有数值很大的高次谐波分量( 主要是二次和三次谐波) , 因此, 励磁涌流的变化曲线为尖顶波。

(2) 励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关。

饱和越深, 电抗越小, 衰减越快。

因此, 在开始瞬间衰减很快, 以后逐渐减慢, 经0. 5~ 1 s 后其值不超过( 0. 25~ 0. 5) In。