電纜繞組變壓器暫態(tài)漏磁場(chǎng)及短路強(qiáng)度的研究.pdf

1、電纜變壓器是以交聯(lián)聚乙烯電纜為繞組的一種新型電力變壓器，由于這一特殊結(jié)構(gòu)特征，使得電纜變壓器較傳統(tǒng)變壓器具有更高的安全性及可靠性。研究該類變壓器的結(jié)構(gòu)及特性，不但能夠?yàn)樵擃愖儔浩鞯脑O(shè)計(jì)及制造提供一定的依據(jù)，而且也能為變壓器的發(fā)展方向提供一個(gè)新的思路。 本文在明確了電纜變壓器具體結(jié)構(gòu)后，采用“磁場(chǎng)-電路”耦合有限元方法對(duì)電纜變壓器的漏磁場(chǎng)建立了數(shù)學(xué)模型，并利用此模型模擬變壓器的短路實(shí)驗(yàn)，利用短路阻抗的定義直接求解電纜變壓器的短路阻

2、抗值，在仿真計(jì)算與利用傳統(tǒng)變壓器理論公式計(jì)算取得一致結(jié)果的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證了“磁場(chǎng)-電路耦合”有限元模型及方法在計(jì)算此類問題上的適用性。在“磁場(chǎng)-電路”耦合有限元模型及方法得到驗(yàn)證后，利用其對(duì)電纜變壓器的短路特性進(jìn)行了全面系統(tǒng)地分析。首先，對(duì)電纜變壓器二次側(cè)突然短路所引起的暫態(tài)漏磁場(chǎng)進(jìn)行詳盡的分析，得到其漏磁密在短路狀念時(shí)的最大值及其具體分布情況；其次，計(jì)算得到電纜變壓器最嚴(yán)重短路條件下短路電流的峰值及其隨時(shí)間的變化情況；再次，因短路電磁力

3、是短路狀態(tài)時(shí)暫態(tài)漏磁密及短路電流相互作用的結(jié)果，利用洛侖茲力法，求得電纜變壓器各個(gè)線匝及線圈所受的短路電磁力，并對(duì)短路電磁力進(jìn)行頻譜分析；最后，采用“第四強(qiáng)度”理論對(duì)線匝的短路強(qiáng)度進(jìn)行校核。變壓器繞組在短路電磁力作用下的響應(yīng)-振動(dòng)位移及其所表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)力對(duì)變壓器具有重要的意義，它關(guān)乎到變壓器穩(wěn)定性與可靠性。研究表明，振動(dòng)對(duì)變壓器穩(wěn)定性的危害主要來自于軸向，因此對(duì)電纜變壓器繞組建立軸向振動(dòng)模型，首先分析其固有頻率，而后對(duì)線圈在瞬態(tài)電磁力作