測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置及方法，包括可拆卸木質夾具及激勵線圈和測量線圈，鐵心為四條直臂構成的矩形，其特征在于該裝置還包括若干數量的局部B測量線圈及H測量線圈，在相鄰的兩條鐵心直臂上貼有所述的H測量線圈，在鐵心上，對應貼有H測量線圈的位置處，纏繞局部B測量線圈；然后，激勵線圈和測量線圈并排繞制在整個鐵心上，繞制好各線圈的鐵心通過可拆卸木質夾具夾住固定；所述局部B測量線圈采用線徑為0.1?0.3mm的漆包線，緊密繞制10?25匝；H測量線圈采用雙層結構，用線徑為0.03?0.06mm的自粘漆包線繞制在環氧樹脂基板上制成。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力變壓器電磁測量
，具體涉及一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置及方法。
技術介紹
傳統的測量變壓器鐵心BH曲線時采用的的是等效磁路方法，該方法是使用公式HL＝Ni(L是變壓器鐵心等效磁路長度，N是激磁線圈的匝數，i是激勵電流)通過測量激勵電流，得到H曲線。這種方法中的等效磁路長度L一般取幾何平均長度或者使用雙鐵心模型法來確定。但是，首先磁場強度H在沿磁路方向并不是均勻分布的，而且在拐角搭接處的磁場分布更復雜不能簡單的采用幾何平均法。雙鐵心模型法考慮到了拐角搭接處的磁場，但是在鐵軛處的磁場也不是均勻分布的，而且需要兩個模型，操作較復雜。并且，鐵心在不同激勵下和不同搭接方式下等效磁路長度是不同的。所以，傳統等效磁路方法測量變壓器鐵心BH曲線是不精確的。并且傳統的等效磁路測量方法只能得到總損耗，無法得到鐵心的局部損耗。根據現有相關文獻，對變壓器鐵心的測量都是采用的傳統等效磁路法，測量裝置是僅用激勵線圈和測量線圈纏繞在鐵心四個臂上，然后使用夾具固定，這種裝置只能采用等效磁路法測量BH曲線，只能測量總損耗，并不能測量局部的損耗，此外，原有裝置將線圈直接纏繞在鐵心上，測量新鐵心時需要重新纏繞線圈，使用不方便。
技術實現思路
與現有技術相比，本專利技術擬解決的技術問題是，提供一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置及方法。該裝置在原有測量裝置上添加局部B測量線圈和H測量線圈，使用信號采集器直接采集磁場密度B和磁場強度H的測量信號，不用考慮等效磁路長度就可計算得到鐵心的BH曲線，測量得到的局部B和H經過計算即可得到該局部區域的損耗，并在傳統裝置上添加樹脂材料支架，方便更換不同材料和結構的鐵心。該方法不需要計算等效磁路長度，可以相對精確地測量變壓器鐵心在不同激勵下和不同搭接方式下的BH曲線和局部損耗。本專利技術解決所述方法技術問題采用的技術方案是，提供一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，包括可拆卸木質夾具及激勵線圈和測量線圈，鐵心為四條直臂構成的矩形，其特征在于該裝置還包括若干數量的局部B測量線圈及H測量線圈，在相鄰的兩條鐵心直臂上貼有所述的H測量線圈，在鐵心上，對應貼有H測量線圈的位置處，纏繞局部B測量線圈；然后，激勵線圈和測量線圈并排繞制在整個鐵心上，繞制好各線圈的鐵心通過可拆卸木質夾具夾住固定；所述局部B測量線圈采用線徑為0.1-0.3mm的漆包線，緊密繞制10-25匝；H測量線圈采用雙層結構，用線徑為0.03-0.06mm的自粘漆包線繞制在環氧樹脂基板上制成。一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的方法，使用上述裝置，包括以下步驟：①測量鐵心BH曲線選取一組局部B測量線圈和H測量線圈，分別連接信號采集器，激勵線圈接電源，信號采集器直接采集一組局部B測量線圈和H測量線圈的感應電壓信號，通過對該感應電壓信號按照式(3)和式(4)進行積分計算，得到鐵心中的B曲線和H曲線，即可繪制出對應的鐵心BH曲線；H=1μ0NHSH∫UHdt---(3)]]>B=1NBSB∫UBdt---(4)]]>其中，μ0是真空磁導率值為4π×10-7(H/m)，NH是H測量線圈的匝數，NB是局部B測量線圈的匝數，SH是H測量線圈的截面積，SB是鐵心的截面積；②測量局部損耗將鐵心相鄰的兩條直臂按照H測量線圈所在位置進行區域劃分，得到若干直臂小區域和拐角區域，并對直臂小區域進行編號，對直臂小區域采用局部均勻化方法計算磁場強度H，測量得到直臂小區域中心的BH曲線，根據波印廷定理，計算得到鐵心在直臂小區域的比總損耗為：Ps=1Tρm∫0THdB---(5)]]>其中Ps是鐵心的比總損耗，磁性材料測量需要得到的材料屬性；ρm是鐵心的密度，T是一個周期的時間，H和B是對應區域的磁場強度和磁場密度；A.計算直臂小區域局部損耗鐵心直臂小區域的損耗為：PN=SNLNρmPSN---(6)]]>其中N是鐵心直臂小區域的編號，PN是鐵心直臂小區域的損耗，S是鐵心直臂小區域的有效截面積，PSN是第N個小區域的比總損耗，由式(5)計算得到，LN是第N個小區域的長度；B.計算總損耗通過功率分析儀測量激勵電流I1和測量電壓U2，按照式(7)得到總損耗P，P＝I1U2(7)；C.計算拐角區域損耗纏繞局部B測量線圈的相鄰兩條直臂和另外兩條直臂上的磁通是對稱的，四個拐角的磁通分布是相同的，可根據式(8)求得單個拐角區域損耗：PC=P-2(P1+P2+...+PN)4---(8)]]>其中PC是單個拐角處的拐角區域損耗，P1+P2+…+PN是兩條直臂小區域上局部損耗的總和。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術裝置在傳統測量裝置上添加局部B測量線圈和H測量線圈，不用考慮等效磁路長度的影響，可以更直接的獲得鐵心在不同激勵和搭接結構下的BH曲線，比傳統的等效磁路法更直接、更精確。而且本專利技術在傳統測量裝置上添加絕緣支架，方便更換不同材料和結構的鐵心，不需要重新纏繞線圈。并且傳統的測量裝置和方法不能夠測量鐵心的局部損耗，本專利技術裝置及方法可以方便地測量鐵心的局部損耗。附圖說明圖1是本專利技術測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置一種實施例的立體結構示意圖。圖2是本專利技術測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置一種實施例的H測量線圈和局部B測量線圈纏繞在鐵心上的結構示意圖。圖3是本專利技術測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置一種實施例的H測量線圈6的結構示意圖。圖4是本專利技術測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置未安裝可拆卸木質夾具的橫截面結構示意圖。圖5是本專利技術測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置測量局部損耗的原理圖。圖中：1-可拆卸木質夾具、2-激勵線圈和測量線圈、3-支架、4-鐵心、5-局部B測量線圈、6-H測量線圈。具體實施方式以下結合實施例及附圖對本專利技術的原理和特征進行描述，但并不以此作為對本申請權利要求保護范圍的限定。本專利技術測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置(簡稱裝置，參見圖1-4)包括可拆卸木質夾具1及激勵線圈和測量線圈2，鐵心為四條直臂構成的矩形，其特征在于該裝置還包括若干數量的局部B測量線圈5及H測量線圈6，在相鄰的兩條鐵心直臂上貼有所述的H測量線圈6，在鐵心4上，對應貼有H測量線圈的位置處，纏繞局部B測量線圈5(參見圖2)；然后，激勵線圈和測量線圈2并排繞制在整個鐵心4上，繞制好各線圈的鐵心4通過可拆卸木質本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，包括可拆卸木質夾具及激勵線圈和測量線圈，鐵心為四條直臂構成的矩形，其特征在于該裝置還包括若干數量的局部B測量線圈及H測量線圈，在相鄰的兩條鐵心直臂上貼有所述的H測量線圈，在鐵心上，對應貼有H測量線圈的位置處，纏繞局部B測量線圈；然后，激勵線圈和測量線圈并排繞制在整個鐵心上，繞制好各線圈的鐵心通過可拆卸木質夾具夾住固定；所述局部B測量線圈采用線徑為0.1?0.3mm的漆包線，緊密繞制10?25匝；H測量線圈采用雙層結構，用線徑為0.03?0.06mm的自粘漆包線繞制在環氧樹脂基板上制成。

【技術特征摘要】
1.一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，包括可拆卸木質夾具及激勵線圈和測
量線圈，鐵心為四條直臂構成的矩形，其特征在于該裝置還包括若干數量的局部B測量線圈
及H測量線圈，在相鄰的兩條鐵心直臂上貼有所述的H測量線圈，在鐵心上，對應貼有H
測量線圈的位置處，纏繞局部B測量線圈；然后，激勵線圈和測量線圈并排繞制在整個鐵心
上，繞制好各線圈的鐵心通過可拆卸木質夾具夾住固定；所述局部B測量線圈采用線徑為
0.1-0.3mm的漆包線，緊密繞制10-25匝；H測量線圈采用雙層結構，用線徑為0.03-0.06mm
的自粘漆包線繞制在環氧樹脂基板上制成。
2.根據權利要求1所述的測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，其特征在于所述裝
置還包括支架，所述支架由絕緣材料制成，橫截面為矩形，支架的形狀尺寸與鐵心的形狀尺
寸相匹配，貼有H測量線圈的鐵心插入支架內，激勵線圈和測量線圈并排均勻繞制在支架的
外表面上，局部B測量線圈繞制在支架上并位于激勵線圈和測量線圈的內部。
3.根據權利要求1所述的測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，其特征在于鐵心的
四條直臂上均貼有H測量線圈。
4.一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的方法，使用權利要求1或2所述裝置，包括
以下步驟：
①測量鐵心BH曲線
選取一組局部B測量線圈和H測量線圈，分別連接信號采集器，激勵線圈接電源，信號
采集器直接采集一組局部B測量線圈和H測量線圈的感應電壓信號，通過對該感應電壓信號
按照式(3)和式(4)進行積分計算，得到鐵心中的B曲線和H曲線，即可繪制出對應的鐵
心BH曲線；
H=1μ0NHSH∫UHdt...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙志剛，趙捷，劉慧敏，史文軍，戎靜怡，
申請(專利權)人：河北工業大學，
類型：發明
國別省市：天津;12