【摘 要】
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随着我国特高压输电工程的发展,目前广泛采用远距离直流输电,其输送过程中易引发电力变压器的直流偏磁现象,使变压器激磁电流畸变,铁磁材料饱和,漏磁增加,进而导致铁心振动和
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随着我国特高压输电工程的发展,目前广泛采用远距离直流输电,其输送过程中易引发电力变压器的直流偏磁现象,使变压器激磁电流畸变,铁磁材料饱和,漏磁增加,进而导致铁心振动和噪声加剧。本文针对这一问题,以一台240000k VA,330k V三相五柱式电力变压器为例,着重研究直流偏磁下电力变压器的振动噪声问题。首先对其铁心结构进行模态分析,求解得到铁心的固有频率和模态振型,其中铁心的第1阶、第14阶等共十二阶固有频率易引发共振。并就材料属性对固有频率的影响进行了深入分析,给出了相应措施以避免发生共振。之后对电力变压器内的空腔进行模态分析,得到其固有频率和模态振型,其中辐向一阶固有频率445.43Hz易引起共鸣现象。之后本文以电磁场理论为基础,对样机内部电场、磁场、结构力场和声场进行耦合研究,分析直流偏磁对电力变压器铁心振动噪声的影响。根据不同偏磁程度下变压器铁心的磁密和电密,求解其结构力场,得到铁心位移和表面加速度,作为声场求解激励,最终确定有无直流偏磁以及不同偏磁程度下的变压器噪声分布。无直流偏磁时,变压器噪声的声压级为63.72d B;直流电流为1A时,声压级升高3.09d B达到66.81d B;直流电流为2A时,声压级为70.16d B,比正常运行时升高了6.44d B。可见直流偏磁现象导致铁心磁密一个周期内不对称,使铁心的振动噪声增大。最后对样机空载和直流偏磁条件下铁心振动噪声进行实验测试并与理论计算对比,结果证明了本文仿真计算方法的准确性。
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