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    變壓器鐵芯退磁原理分析

    作者:威博特鐵芯   發布時間:2019-03-30 15:01:49 瀏覽次數:
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        退磁處理重要的兩個條件:磁極交迭和磁場強度遞減。若使鐵磁性材料退磁必須打亂其磁疇排列的一致性,使其磁疇的排列雜亂無章對外不顯磁性。
        (1)磁極交迭的方法。測量電流采用交流電;交替改變直流電方向,轉變磁場中試件的方向。
        (2)磁場強度遞減的方式。試件漸離磁場或磁場漸離試件,由電源控制電流衰減或分段步降。退磁是將工件置于交變磁場中,產生磁滯回線,當交變磁場的幅值逐漸遞減時,磁滯回線的軌跡也越來越小,當磁場強度降為零時,使工件中殘留的剩磁 Br 接近于零。退磁時電流與磁場的方向和大小的變化必須“換向衰減同時進行”。具體退磁方法如下。

        加熱工件退磁 通過加熱提高工件溫度至居里點以上,是有效的退磁方法,但這種方法不經濟,也不實用。

        交流退磁
        (1)交流電退磁通過法。對于中小型工件的批量退磁,可把工件放在裝有軌道和拖板的退磁機上退磁。
        (2)衰減法。由于交流電的方向不斷的變換,故可用自動衰減退磁器或調壓器逐漸降低電流為零進行退磁。

        直流電退磁
        經直流電磁化的工件用直流電退磁,可采用直流換向衰減或超低頻電流自動退磁。
        (1)直流換向衰減退磁——通過不斷改變直流電的方向,同時使通過工件的電流遞減到零進行退磁。電流衰減的次數應盡可能多,每次衰減的電流幅度應盡可能小,如果衰減的幅度太大,則達不到退磁目的。
        (2)超低頻電流自動退磁——超低頻通常指頻率為 0.5~10Hz,可用于對電磁化的小型工件進行退磁。

    退磁實驗
        本文根據仿真分析得到的剩磁,綜合以上退磁方法并結合電力變壓器封閉磁路的特性,確定通過直流退磁法進行剩磁的削弱。
        首先進行了直流換向衰減退磁實驗,實驗原理如圖 9 所示。根據已知剩磁確定首次加載直流的大小與方向,再減小直流幅值并反向激勵,加載一定時間以后再次反向,通過不斷改變直流電的方向,同時使加載在工件兩端的電流遞減到零進行退磁。

    直流換向衰減退磁原理圖    
        通過搭建去磁電路,手動控制直流換向電流,直流換向衰減退磁方法可以基本達到去磁的目的,但是手動去磁誤差大,難于精確控制。
        為此進一步加載正負幅值方波電壓源進行去磁。這種方法類似于交流去磁法,但是方波信號并非縮減幅值,而是升高頻率,結果是鐵芯中的磁通隨著每個循環降低直到達到零磁通。去磁原理如圖10 所示。
    方波升頻電流退磁原理
        方波直流去磁的優點在于相對于交流去磁,它僅需較少的電能,電壓等級低因而安全系數高。去磁過程利用可編程電源進行控制,并不需要操作者手動操作。這個方法的缺點是它需要一定的去磁時間,尤其是在大型電力變壓器的去磁過程,當電壓等級很高時,大約需要幾分鐘的去磁時間。
        圖 11 對比了實驗中環形電力變壓器鐵
    存在剩磁與削弱剩磁后示波器測量的電流波形。
       示波器測量的電流波形
     結論
        本文提出一種測量剩磁、削弱剩磁的方法。從剩磁產生的原理出發,在
    繞組中加載小信號直流激勵,對已知電力變壓器進行電磁暫態仿真分析,并基于仿真分析結果建立剩磁與電流的關系式。搭建環形變壓器鐵的實驗檢測電路。分析示波器中讀取的暫態測量電流信號并將結果代入建立的剩磁-電流關系式中,通過剩余磁通的測量值與計算值的比較,測量結果同預設剩磁的相對誤差在 7%以內,說明該剩磁檢測方法具有較高的精度。
        研究已有的去磁方法,根據測量分析得到的剩磁,選取直流法削弱剩磁。通過消磁前后的測量電流波形對比,證明能夠更有效地削弱剩磁。本方法通過監測暫態合閘時刻鐵
    電流的大小,可有效地檢測鐵剩磁的實時情況,消除剩磁影響,避免正常加載運行時鐵進入深度飽和狀態,從根本上減少勵磁涌流對電力變壓器的影響。

     




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