變壓器繞組短路電動力計算及穩(wěn)定性分析.pdf

1、變壓器作為變電所與發(fā)電廠中必不可少的電氣設(shè)備之一，在電力系統(tǒng)中起到舉足輕重的作用，承載著電能傳輸與電壓等級變換的重任。近年來，對變壓器容量與電壓等級的要求亦愈來愈高。當(dāng)此情形下，關(guān)于變壓器短路工況下繞組穩(wěn)定性方面課題的研究業(yè)已成為電力行業(yè)亟待突破的重要項目之一。
　　本文以一臺-370000/220SFP10無勵磁調(diào)壓電力變壓器作為研究對象、以“場-路耦合”原理為基礎(chǔ)、以MAGNET有限元軟件為平臺，分別建立不同分接情況時計及繞組

2、安匝不平衡的三維有限元模型，以短路阻抗為標(biāo)準(zhǔn)對模型的可用性進(jìn)行驗證。在考慮鐵芯材料非線性的基礎(chǔ)上采用非線性瞬態(tài)求解器對變壓器高、低壓繞組的漏磁分布以及短路電動力進(jìn)行求解。推導(dǎo)變壓器突發(fā)短路工況后短路電流作用下繞組平均溫度的計算公式，用其對實例變壓器繞組的平均溫度進(jìn)行計算，并將所求得的平均溫度與GB1094.5-2008中繞組短路后平均溫度計算公式求得的溫度進(jìn)行對比，以此來判斷所推公式的正確性。同時亦對研究對象短路工況下的動、熱穩(wěn)定性進(jìn)行

3、分析。
　　變壓器的高、低壓繞組在輻向短路電動力作用下分別會出現(xiàn)向外拉伸與向內(nèi)壓縮的現(xiàn)象，因此必須對兩繞組進(jìn)行輻向穩(wěn)定性分析。對于高壓繞組運用ANSYS有限元軟件建立三維圓筒式力學(xué)模型，用瞬態(tài)分析法求取循環(huán)載荷下的位移變形量，并對該繞組的輻向穩(wěn)定性進(jìn)行校核。考慮到短路電動力的動態(tài)特性、繞組結(jié)構(gòu)的影響以及受力不均勻等因素，采用線性屈曲分析對低壓繞組進(jìn)行輻向穩(wěn)定性評估，確定低壓繞組所能承受的臨界載荷，并求出最大輻向短路電動力作用下低壓

4、繞組的安全裕度，同時亦應(yīng)用非線性屈曲分析對各種初始缺陷下低壓繞組輻向變形量進(jìn)行計算。
　　因變壓器相鄰撐條之間的間距較小，故將微圓扁拱模型與平面內(nèi)屈曲理論相結(jié)合對變壓器的跳躍穩(wěn)定性進(jìn)行評估，并分析出繞組的撓度、兩支座間的直線距離、外加載荷與變壓器跳躍穩(wěn)定性之間的關(guān)系。
　　本文根據(jù)軟件仿真證明了實例變壓器短路工況下具有良好的動、熱穩(wěn)定性，并且提出了研究變壓器輻向穩(wěn)定性、跳躍穩(wěn)定性的方法，為以后變壓器行業(yè)人員在設(shè)計與穩(wěn)定性評估