大容量變壓器繞組輻向穩(wěn)定性分析.pdf

1、電力變壓器在現(xiàn)代電網(wǎng)運行中占據(jù)著十分重要的地位，其主要擔(dān)負著電能的重新分配以及變化電壓等級的作用，是電力系統(tǒng)中較為昂貴且較為重要的設(shè)備之一。近些年來，隨著我國電力行業(yè)的大力發(fā)展，對變壓器電壓等級和容量的要求越來越高，在這種情況下，當(dāng)變壓器突發(fā)短路故障時，繞組上承受的電動力也將越來越大，這就對繞組的穩(wěn)定性形成了巨大的考驗。
　　本文以一臺120MVA/220kV的雙繞組電力變壓器為仿真實例，采用ANSYS有限元分析軟件，引入“場-路

2、耦合”方法，建立低壓繞組出口發(fā)生三相對稱短路的二維有限元仿真模型，利用短路阻抗的仿真結(jié)果來證明分析方法與模型的正確性，并以此為基礎(chǔ)，計算出高、低壓繞組的漏磁分布、漏磁通密度以及軸向和輻向兩個方向上的短路電動力。
　　雙繞組電力變壓器的低壓繞組為內(nèi)繞組，高壓繞組為外繞組，因發(fā)生短路時作用在兩個繞組上的輻向短路力為不同方向，即低壓繞組承受向內(nèi)的壓縮應(yīng)力，而高壓繞組承受的是四周向外的拉伸應(yīng)力，故需要分別對兩個繞組進行穩(wěn)定性評估。對于低壓

3、繞組，引入線性屈曲分析方法，以承受輻向短路電動力最大的線餅作為仿真模型，求出發(fā)生屈曲時的臨界應(yīng)力，并與實際輻向應(yīng)力比較得出安全系數(shù)；以線性屈曲分析為基礎(chǔ)，利用在計算方面更加精確、工程領(lǐng)域里更加常用的非線性屈曲分析進行求解，得出線餅輻向臨界位移值。利用公式計算出低壓繞組臨界屈曲位移值并作出評估。
　　在分析高壓繞組的輻向穩(wěn)定性時，以力學(xué)理論為研究基礎(chǔ)，對高壓繞組的1~92個線餅建立三維模型，然后將已經(jīng)求出的高壓繞組各線餅的輻向短路電