随着电力系统和输变电装备技术的发展,对电气设备提出更高的要求,采用新技术、新材料的变压器、互感器等静止的铁磁元件在电力系统中得到广泛应用,如果其性能不满足设计和运行要求将会造成电力系统停电事故,产生重大经济损失和社会影响,大量的分析调查统计表明,静止铁磁元件制造过程中的铁心、绕组的选取和制造工艺是造成静止铁磁元件损毁的主要原因,对静止铁磁元件进行电磁特性试验是保证其性能的重要手段,通过试验能反映出铁心、线圈的绝缘不良、松动、移位、匝间短路和工艺缺陷等。然而常规传统的试验方法存在试验电压高、设备体积大、质量重、试验效率和安全风险高的缺点,新型变频测试方法普遍存在测试准确性、一致性差和价格昂贵的问题,因此本文针对静止铁磁元件电磁特性检测当中存在的问题,研究静止铁磁元件电磁特性检测小型化的技术和装置。本文明确了静止铁磁元件电磁特性检测装置小型化的核心思路是将低频电源作为激励源的方式,在此基础上基于LUCAS模型建立了适用于变频测试的静止铁磁元件等效数学模型,模型中直流电阻、漏感、涡流等效电阻、磁滞损耗等多个参量均与频率具有相关性。其次提出了低频激励下各个电磁特性参数的计算分析方法,对静止铁磁元件施加不同频率、相同磁通密度的激励电压,测量励磁电压U和励磁电流I的矩阵,计算涡流损耗系数W_e和磁滞损耗系数W_h,分离涡流损耗电流i_e、磁滞损耗电流i_h,分离i_h的基波分量和谐波分量,合成工频励磁电流,通过计算可得漏感、励磁特性和谐波电流值,最后利用极性翻转的直流电压源进行静止铁磁元件剩磁测量。最后进行小型化检测装置设计和研制,包括EMI滤波、APFC电路、全桥DC-DC隔离电路、正弦波逆变电路和方波电路、采样控制电路等,利用研制的样机对变压器、互感器进行电磁特性测试,测试结果与常规工频试验方法具有良好的一致性。论文通过理论分析、样机研制和试验验证表明静止铁磁元件电磁特性检测小型化装置能大幅降低试验设备容量、体积重量、试验电压和安全风险,提高试验效率,实现检测装置小型化的研究目标。