變壓器繞組短路電動(dòng)力計(jì)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(jí)變換的重任。近年來(lái)，對(duì)變壓器容量與電壓等級(jí)的要求亦愈來(lái)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(xiàng)目之一。
　　本文以一臺(tái)-370000/220SFP10無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器作為研究對(duì)象、以“場(chǎng)-路耦合”原理為基礎(chǔ)、以MAGNET有限元軟件為平臺(tái)，分別建立不同分接情況時(shí)計(jì)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(duì)模型的可用性進(jìn)行驗(yàn)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(duì)變壓器高、低壓繞組的漏磁分布以及短路電動(dòng)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(jì)算公式，用其對(duì)實(shí)例變壓器繞組的平均溫度進(jìn)行計(jì)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(jì)算公式求得的溫度進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)判斷所推公式的正確性。同時(shí)亦對(duì)研究對(duì)象短路工況下的動(dòng)、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(dòng)力作用下分別會(huì)出現(xiàn)向外拉伸與向內(nèi)壓縮的現(xiàn)象，因此必須對(duì)兩繞組進(jìn)行輻向穩(wěn)定性分析。對(duì)于高壓繞組運(yùn)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(duì)該繞組的輻向穩(wěn)定性進(jìn)行校核?？紤]到短路電動(dòng)力的動(dòng)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(duì)低壓繞組進(jìn)行輻向穩(wěn)定性評(píng)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(dòng)力作用下低壓

4、繞組的安全裕度，同時(shí)亦應(yīng)用非線性屈曲分析對(duì)各種初始缺陷下低壓繞組輻向變形量進(jìn)行計(jì)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(duì)變壓器的跳躍穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)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(shí)例變壓器短路工況下具有良好的動(dòng)、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(jì)與穩(wěn)定性評(píng)估