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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

随着交直流特高压输电技术的快速发展，交直流互联大电网是未来电网的主要形态，大容量变压器得到广泛的应用。所谓电力变压器是指借助电磁感应实现能量传变的重要设备，传变的介质主要是铁磁物质，通常是硅钢片。不同的铁磁物质其物理属性有所不同，但都存在着饱和现象和磁滞现象。

铁磁材料作为电力变压器、电机和互感器等电气设备中铁心的重要组成部分，在电能传输、转换中起到重要的作用，直接影响着电气设备的性能和可靠性。因而，铁磁材料的特性研究、准确测量和模拟对电磁装置的设计、铁心损耗、可靠性研究以及提高效率尤为必要。目前，电工磁材料在工程上的模拟与计算已经成为电工领域的前沿和热点问题^[1]。

剩磁的产生是由于铁磁材料固有的磁滞特性决定的,一般在断路器分闸、进行直流试验、空载试验后，变压器铁心残留有一定的剩余磁通即剩磁。铁心的磁化过程实际上是:在绕组上通过含有直流分量的电流时产生与直流分量成正比的磁势,铁心材料中的小磁极在此磁势作用下形成有序的排列,是一种电能转化为磁能的磁滞损耗。其大小和方向铁磁材料的磁导特性、形状、尺寸大小、磁化史、施加的磁化方向、磁场强度等因素有关。电力变压器铁芯剩磁在空载合闸的瞬间可能使铁芯迅速饱和，产生幅值较大的励磁涌流。剩磁越大则合闸时的励磁涌流数值越大，励磁涌流的最大幅值可达额定电流的6-8倍^[2]。其波形不再为正弦波，并且存在高次谐波。励磁涌流呈指数形式衰减，对于大型变压器，其衰减时间可能达到几秒钟。数值很大的励磁涌流会对电力变压器的继电保护装置及其他设备造成诸多不利的影响:

2. 研究的基本内容与方案

现有电力变压器剩磁测量方法中，并没有一种能够便捷高效地确定剩磁大小和方向的方法。鉴于以上情况，本文提出一种新的剩磁测量方法，用励磁电感推算出变压器剩磁。在变压器空载不饱和状态下，研究剩磁与空载非线性电感之间的关系。通过测量空载非线性电感间接得到变压器的剩磁，从而降低了实际运行中获得变压器剩磁的难度。测量非线性电感是一个比较容易的实验，方法比较简单，可操作性强，实用性较强。

2.1研究内容：

3. 研究计划与安排

1-2周，完成开题报告和文献翻译，完成开题答辩；

3-4周，阅读参考文献，针对变压器铁芯的现有数学模型，推导小信号条件下变压器剩磁与励磁电感的数学关系；

5-8周，阅读文献，学习使用atp-emtp软件，完成小信号下变压器空载模型设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王洋. 变压器铁心剩磁预测研究[d].山东大学,2017.

[2]王维俭，电气主设备继电保护原理与应用[m].北京:中国电力出版社，2005.

[3]仇明.大型变压器铁心剩磁的危害及消除方法[j].变压器,2018,55(02):74-75.