電力變壓器繞組短路力計算.pdf

1、大型電力變壓器繞組機(jī)械強(qiáng)度不足，是造成變壓器發(fā)生短路故障的主要原因之一，因此提高變壓器繞組短路力的計算精度，有助于增強(qiáng)變壓器抵抗短路力的沖擊作用。
　　 本文以一臺150MVA無勵磁調(diào)壓變壓器為例，采用“場-路耦合”法建立了低壓繞組出口發(fā)生三相對稱短路工況下的2D軸對稱有限元模型，模型中考慮了油道尺寸、線餅不滿匝及匝絕緣等因素對變壓器漏磁場分布的影響。根據(jù)短路阻抗定義，通過利用此模型來模擬變壓器短路試驗，求取變壓器短路阻抗值，并

2、將計算結(jié)果與實(shí)測值相互比較，驗證了所建模型及計算方法的可行性。在此基礎(chǔ)上對變壓器繞組短路電磁力展開計算，首先，計算分析變壓器繞組短路電流隨時間變化規(guī)律及線餅電密分布;其次，獲得不同分接情況下變壓器漏磁場及線餅磁密分布;最后，根據(jù)洛倫茲力公式，求解線餅短路電磁力。
　　 變壓器繞組在短路電磁力作用下的破壞，很大程度上取決于繞組固有頻率及對應(yīng)振型，二者構(gòu)成了繞組模態(tài)屬性。建立單線餅有限元梁模型，根據(jù)彈性動力學(xué)理論，對線餅進(jìn)行模態(tài)分析

3、，研究表明，固有頻率特性對繞組動態(tài)響應(yīng)的影響主要來自軸向，為此建立整體繞組軸向振動模型，模型中考慮了線餅間絕緣墊塊剛度系數(shù)的差異。利用該模型，首先，求取不同軸向預(yù)應(yīng)力作用下繞組固有頻率;其次，以最小分接各線餅軸向短路電磁力為激勵，通過Newmark法求解不同軸向預(yù)應(yīng)力作用下繞組端部位移，來討論不同預(yù)應(yīng)力對繞組振動規(guī)律的影響。同時，以繞組受到線餅軸向短路電磁力第一個峰值作用后，繞組端部位移不出現(xiàn)放大為基準(zhǔn)，確定出適宜該變壓器繞組軸向預(yù)應(yīng)力