换流变压器铁芯和不稳定及温升问题研究.pdf

摘 要 摘 要 换流器交流侧二次谐波分量和直流侧基频分量通过交直流系统间的相互作 用，会导致高压直流输电系统出现谐波不稳定现象，而换流变压器的铁芯饱和会 进一步加剧这种不稳定。换流变压器的涡流损耗及其造成的局部过热问题是换流 变压器设计中的一个关键问题。换流变压器的容量越大，漏磁场就越强，涡流损 耗也就越大，以及由涡流损耗造成的局部过热问题也就越突出。 本文研究换流变压器铁芯饱和不稳定产生的机理，分析了系统交直流侧的频 率阻抗特性，建立了换流变压器铁芯饱和型谐波不稳定等值电路。通过谐波传递 矩阵推导出饱和不稳定判定因子，提出判定铁芯饱和不稳定现象的方法。最后在 确性。 根据换流变压器电磁设计理论，在有限元分析软件Ansoft中建立了换流变压 器二维漏磁场模型，将涡流损耗与绕组漏磁场分布情况结合起来进行了理论上的 分析，计算了由换流变压器漏磁场引起的绕组涡流损耗，该结果与实验数据基本 吻合，验证了有限元计算结果的正确性。 在流体仿真软件Fluent中建立了换流变压器传热与流动物理模型，在计算出 绕组及结构件中涡流损耗的基础上，采用间接耦合的方法将磁场得出的焦耳热作 为流场分析的载荷，对换流变压器进行了磁一流一热耦合场分析，使流场与温度 场进行耦合，完成绕组及结构件上的温度场计算。最后通过与实测数据的对比， 分析了误差产生的原因，验证了磁一流一热耦合的有效性。 关键词：换流变压器；铁芯饱和；谐波不稳定；漏磁场；涡流损耗；温升 Abstract Abstract Interactionbetweenthesecondharmonic ontheACsideofconverter quantities and fundamental ontheDC sideofconverterwillleadtoa of frequency harmonic quantities type on DCtransmission canbereinforced instabilityhighvoltage system．The core instability by saturationoftheconvertertransformers．Thecurrent eddy 10SSandthe10cal inthe transformeriS a problem power very importantproblem．The is andthe lossare the capability larger，theleakagemagneticeddy greater，SO oflocal causedthe 10SSismore overheatingby eddy distinct． Inthis mechanismofconverter paper，thegeneral transformercoresaturation hasb