第4卷第11期 2016年11月
智能电网 Smart Grid
Vol. 4 No. 11 Nov.2016
DOI:10.14171/j.2095-5944.sg.2016.11.003文章编号：2095-5944 (2016) 11-1073-05
5中图分类号：TM275
5文献标志码：A
基于一种硅钢片量磁特性复数模型的
三相变压器铁心磁场分析
刘洋1,2，田程涛3，卢卫疆12，魏剑啸4，陈新1,2
(1.全球能源互联网研究院，北京市昌平区102209;
2.先进输电技术国家重点实验室，北京市昌平区102209：
0000019
Magnetic Field Analysis of Three-phase Transformer Core Based on A Complex Model of
Vector Magnetic Property of Silicon Steel Sheets
LIU Yang'2, TIAN Chengtao', LU Weijiang'-2, WEI Jianxiao*, CHEN Xin'2
(1. Global Energy Interconnection Research Institute, Changping District, Beijing 102209, China; 2. State Key Laboratory of Advanced Transmission Technology, Changping District, Beijing 102209, China; 3. Xuji Transformer Co., Ltd., Xuchang 461000
Henan Province, China; 4. Xuji Group Corporation, Xuchang 461000, Henan Province, China)
ABSTRACT: In this paper, the 2D vector magnetic property of silicon steel sheet under both alternating magnetic field and rotating eeaea saaeaasaaaa magnetic field of a three-phase transformer core model is analyzed. The accuracy and engineering applicability of the calculation method are proved by comparing the measurement results of the local magnetic field and loss.
KEY WORDS: complex magnetic properties model; effeetive magnetic reluctivity coefficients; effective magnetic hysteresis coefficients; magnetic energy density; iron loss; silicon steel sheet
摘要：本文采用二维单片测量装置测量了取向硅钢在交变磁化与旋转磁化条件下的二维失量磁特性。基于该测试数据，对一种能够考虑硅钢片二维失量磁特性的复数E&S模型的准确性进行了验证。将该模型与有限元分析相结合，实现了对1台三相变压器的铁心模型进行磁场分析，通过对比局部磁场测量结果与损耗测量结果，证明了计算方法的准确性与工程适用性，
关键词：复数磁特性模型：有效磁阻系数；有效磁滞系数；磁场能量密度；铁心损耗：硅钢片
0引言
在三相变压器的铁心中不仅存在着交变磁化，而且存在着旋转磁化]。在旋转磁化条件下，硅钢片表现出失量磁特性的特点[2]。所谓失量磁特性是指磁通密度B与磁场强度H之间存在着夹角，且该夹角在1个时间周期内是随时间变化的。目前，硅钢片的制造广商仅能提供标准正弦磁场环境下取向硅钢轧制方向与垂直轧制方向的标量磁特性，认为磁通密度B与磁场强度H方向相同。这与实际变压器铁心的运行工况不符，也是造成变压器铁心损耗计算结果不准确的原因之一。
基金项目：国家电网公司科技项目：高效节能配电变压器用0.23mm
取向硅钢应用技术研究。万方数据
为了提高变压器铁心磁场与损耗的计算精度，需要使用能够准确描述硅钢片在实际变压器运行工况下的二维失量磁特性[3-4]的装置。日本学者对这一间题研究的最为深入，研制了二维关量磁性能测量装置[5],并提出了能够描述硅钢片二维失量磁化特性的E&S数学模型[6-8]。该模型是在 Chua磁滞模型的基础上提出的，能够考虑变压器铁心T形结合部存在的旋转磁场，但由于模型中仅考虑了磁场强度三次谐波，使得模型在高磁密时的准确性不高。为此我国学者在此基础上提出广改进的&S模型，将原模型中对磁场强度H波形的傅里叶分析结果扩充到五次谐波，有效地提高了E&S模型的模拟精度[9]。文献[10]将E&S模型与有限元分析耦合，实现了变压器铁心磁场与