GIC作用下三相五柱變壓器的振動(dòng)仿真研究.pdf

1、地磁暴災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，電網(wǎng)中的地磁感應(yīng)電流(GIC)侵害電力變壓器的問(wèn)題逐漸受到變壓器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及電力運(yùn)行部門(mén)的關(guān)注。特別是隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大和電壓等級(jí)的提高，流經(jīng)變壓器的GIC幅值增大，由GIC侵入引起的變壓器振動(dòng)強(qiáng)度增大、噪聲加劇的現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重，威脅變壓器安全運(yùn)行，降低變壓器的使用壽命，對(duì)周邊居民的身心健康造成不良影響。
　　為了得到電力變壓器在GIC作用下的振動(dòng)特性，本文通過(guò)分析GIC影響變壓器振動(dòng)的機(jī)理，建立了變壓器在

2、GIC作用下的電路-磁場(chǎng)-機(jī)械場(chǎng)的三維耦合模型，以三相五柱變壓器為例進(jìn)行了仿真計(jì)算，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)硅鋼片磁致伸縮特性的研究，提出了等效磁致伸縮力的計(jì)算方法，在測(cè)量硅鋼片磁致伸縮曲線的基礎(chǔ)上，運(yùn)用彈性力學(xué)相關(guān)理論，推導(dǎo)了鐵芯磁致伸縮力的計(jì)算公式。
　　(2)基于變壓器的等效電路、求解三維渦流場(chǎng)的(A，φ-A)方法和變壓器振動(dòng)的基礎(chǔ)理論，建立了GIC作用下變壓器的電路-磁場(chǎng)-機(jī)械場(chǎng)三維耦合模型，可用于分析變

3、壓器勵(lì)磁電流、磁通密度以及振動(dòng)位移。
　　(3)以某臺(tái)三相五柱變壓器為例計(jì)算了不同GIC作用下鐵芯振動(dòng)位移的分布，得到不同GIC作用下變壓器的勵(lì)磁電流、磁通分布以及振動(dòng)位移的時(shí)域、頻域特性，驗(yàn)證了本論文模型、方法的可行性與正確性。
　　(4)通過(guò)變壓器鐵芯不同位置在不同GIC下的振動(dòng)仿真，找到了變壓器結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，并提出了變壓器減振降噪的措施。
　　本文所建立的模型及仿真結(jié)果，可用于指導(dǎo)變壓器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)