电力变压器的动稳定

在变压器短路电动力的计算中，目前是以静态力代替动态力的方法来进行的。这不能适应变压器机械强度的要求，针对此问题，从电动力的基本理论出发，建立起变压器的动态数学模型，对变压器在短路电流作用下的变压器线圈（器身）绝缘结构进行了初步研究，提出了动稳定的计算方法。     

计及振动响应的变压器绕组轴向机械强度动态评估方法研究EI北大核心CSCD

变压器线圈在短路电动力的作用下产生强烈的轴向振动,影响线圈强度。为了深入研究线圈的短路振动特性及其对轴向强度的影响规律,该文首先建立绕组轴向的非线性振动模型,提出线圈、垫块、压板动态压缩力以及导线轴向弯曲应力的计算方法;然后,对一台SZ-50000/110kV变压器的动态轴向强度进行评估,并与传统的静态计算结果进行对比;最后,分析电流幅值、压紧力和固有频率对轴向强度的影响规律。研究结果表明,采用动态模型计算的线圈、垫块、压板压缩力和导线的轴向弯曲应力均大于静态计算结果。针对该文所研究的变压器,绕组二阶固有频率接近电动力频率时,线圈压缩力可增加10~25kN,压板最大应力可增加8MPa,轴向弯曲应力可分别增加5~10MPa。所提模型和计算方法对于提升变压器短路强度评估水平非常关键。     

计及磁—机耦合效应的变压器绕组短路振动特性研究

变压器短路过程中线圈位置的变化可影响漏磁场和绕组受力。为研究绕组电磁力和振动之间的耦合作用,文中基于镜像法,建立了变压器绕组漏磁场和电磁力的计算模型,计算了短路冲击下漏磁场和电动力分布。基于绕组弹簧—阻尼轴向振动模型,研究线饼的位移对绕组受力的影响,构建了变压器短路振动的电—磁—机械耦合模型。最后分析了短路电流和压紧力对振动响应的影响。计算结果表明,考虑耦合后,振动信号在频域上表现出较高的分散性,相较于静态计算,动态计算短路力修正系数为1.196。文中提及的短路振动分析模型,有助于形成变压器抗短路能力的动态评估方法,有效提升在运变压器的运行可靠性。     

三绕组变压器中压绕组短路电动力的计算方法

针对220 kV/180 MVA三绕组电力变压器出口短路时短路电流的计算问题,从磁势平衡原理出发,建立了在中压绕组短路工况下中压绕组短路力的计算模型,利用"场-路耦合"有限元方法计算了该模型的二维瞬态漏磁场,获得了中压绕组线饼的受力分布和瞬变曲线,并对受轴向短路电动力作用最大线饼的轴向稳定性进行了校核。计算结果表明,利用有限元软件ANSYS对三绕组变压器中压短路工况下中压绕组短路电动力的计算方法,省去了传统计算电动力复杂的计算过程及一些计算假设,提高了计算精度,变压器的中压绕组具有足够的轴向机械强度,对变压器设计和运行人员有一定的参考价值。     

频响分析法变压器绕组变形测试在浙江电网的应用

给出了变压器短路电流峰值的计算方法,分析了短路电动力对变压器线圈结构变化趋势的影响,结合典型实例,介绍了频响分析法变压器绕组变形测试在浙江电网的实际应用情况。     

基于磁-力耦合场的单相电源变压器短路试验研究

以一台200 kVA配电变压器为研究对象,探索了采用单相电源进行变压器承受短路能力试验的可能性,建立变压器三维有限元模型,并进行短路试验验证.利用该模型计算三相短路时不同激励方式下绕组的短路电流与短路电动力,分析比对不同工况下绕组的短路电流及电动力分布特性.研究结果表明,当低压侧三相短路、高压侧三相激励或单相激励时,其短路电流与过零合闸相电动力基本相同,相间短路力相互影响很小,证明了采用单相电源替代三相电源进行短路试验的可行性.     

干式空心串联电抗器耐受短路电流能力计算

电抗器在短路状态下线圈通过的热短路电流和机械短路电流呈数倍增加,其线圈强度设计能否抵抗电磁力作用,抗短路的能力计算和核算对产品设计及运行安全预测都有非常重要的意义.应用电磁理论计算出电抗器磁感应强度分布相应的电动力计算和核算,结果表明具有优良的抗短路能力.     

短路电动力作用下变压器低压绕组变形研究

电力变压器短路时会产生巨大的短路电动力,当短路电动力过大时会导致变压器绕组变形.为研究三相三绕组变压器短路时的电动力分布和绕组变形情况,本文以一台50MV·A/110kV的三相三绕组变压器为例,计算变压器发生短路时的短路电流,将该短路电流作为激励,通过有限元软件计算绕组的短路电动力,采用磁-结构耦合的方式计算在最大短路电动力作用下的绕组变形和应力分布.结果表明,短路时低压绕组受到向内压缩的辐向电动力和向中间压缩的轴向电动力,绕组中间部分受到的短路电动力大于两端,导致绕组中部的变形程度大于两端.研究结果对研究变压器绕组变形具有一定实际意义.     

基于有限元法电力变压器绕组的短路电动力分析

当电力变压器遭受短路故障时,短路瞬变电流导致绕组承受巨大的电动力,可能会造成绕组的变形,甚至使变压器发生绝缘和机械故障,因此计算短路电动力大小、探究其分布特点有助于预测短路后变压器绕组的变形情况,对变压器设计具有参考价值。文章通过有限元软件ANSYS Maxell建立三相变压器的二维和三维模型,并利用该模型分析三相短路后绕组轴向和辐向电动力。利用有限元法仿真得到的短路电流结果与公式计算的电流结果具有高度一致性,这充分说明有限元模型及其计算方法的可靠性。仿真结果表明,绕组两端受轴向力最大,辐向力最小;中部受辐向力最大,轴向力最小。     

变压器短路冲击状态监测系统的应用

为了实时监测电力变压器受短路冲击后的状态，与上海电力学院共同研发了一套监测系统。对电力变压器受短路冲击时，绕组受径向、周向以及轴向电动力情况进行了分析。由于短路时电动力对绕组的作用是一个相当复杂的动态过程，为了简化分析计算过程，只考虑轴向电动力对绕组的累积效应并建立了轴向力的动态特性模型，还介绍了变压器短路冲击监测系统的实际应用情况及需改进和优化的建议。     

高压电抗器匝间短路三维模型计算与分析

为了研究干式空心电抗器匝间短路电流、磁场和电动力随匝间短路故障位置变化的分布规律,基于磁场-电路耦合电磁学理论,建立了外电路约束条件下干式空心电抗器匝间短路故障的三维磁场-电路计算模型。采用有限元法计算正常状态下该模型的电感与各层电流,将计算结果与解析法所得结果、实测数据进行对比,验证了该模型的准确性。建立匝间短路故障模型,精确计算匝间短路电流。研究结果表明:当电抗器发生匝间短路故障时,短路电流较正常电流急剧增加,不同位置的匝间短路故障的短路电流呈现出端部向中心位置、内层向外层增大的趋势;匝间短路故障处的磁场与电动力迅速增大,短路层的磁场与电动力方向发生改变。     

The impact of inrush currents on the mechanical stress of highvoltage power transformer coils

From failure experience on power transformers, it was very often suspected that inrush currents, occurring when energizing unloaded transformers, were reason for damage. In this paper, it was investigated how mechanical forces within the transformer coils build up under inrush compared to those occurring at short circuit. Two-dimensional and three-dimensional computer modeling for a real 268 MVA, 525/17.75 kV three-legged step up transformer was employed. The results show that inrush current peaks of 70% of the rated short circuit current cause local forces in the same order of magnitude as those at short circuit. The resulting force summed up over the high voltage coil is even three times higher. Although inrush currents normally are smaller, the forces can have similar amplitudes as those at short circuit however with longer exposure time. Therefore, care has to be taken to avoid such high inrush currents. Today controlled switching offers an elegant and practical solution     

电力变压器绕组电动力的分析计算

利用有限元算法分析了三相电力变压器绕组各线匝在不同运行模式下电动力引起振动。在“磁—路”耦合模型中 ,电路参数的不同取值对应于变压器的不同运行模式———空载、常态和短路。分析结果表明 ,内绕组在径向受到压力 ,外绕组在径向受到张力 ,内、外绕组轴向电动力比径向力小很多 ,而相邻线饼或线匝间存在相互挤压力。尤其在短路条件下 ,巨大的电动力将使变压器线圈产生变形 ,其局部或整体受到破坏 ,最后导致变压器发生故障。     

轴向分裂变压器的短路电动力特点

以一台在半穿越状态下通过短路试验的三相轴向双分裂变压器为例,对半穿越运行的绕组漏磁场和短路电动力进行了计算分析,提出了增强轴向分裂变压器抗短路机械强度几点建议。     

短路阻抗法在变压器绕阻变形测试中的应用

短路阻抗是变压器的一个重要特性参数,决定了变压器在系统短路时短路电流的大小及变压器内部的电动力的大小。在变压器受短路冲击时,通过短路阻抗试验及绕组变形试验可检测出该受冲击变压器是否受变形。当变压器已发生变形时可通过测试变压器的单相漏抗来判断冲击变压器绕组发生变形相。     

内蒙古电网变压器抗短路能力核算与评估

为进一步减少变压器损坏事故,对内蒙古电网内变压器抗短路能力开展核算与评估。对变压器的短路过程建模,分析短路发生时绕组受到的电动力与短路电流的关系,通过修正制造厂家承诺的短路电流限值及统计基于故障案例的变压器短路电流限值两种方式,建立变压器可承受短路电流限值的样本数据库。依据抗短路能力管控平台和国网变压器抗短路中心开展评估过程,提出裕度系数概念,以量化抗短路能力改造的紧迫程度,并通过返厂解体和诊断试验验证抗短路能力评估结果,最后提出治理措施,以提高变压器的抗短路能力,保证电网的安全稳定运行。     

变压器短路强度研究成果简介

围绕变压器短路强度的计算问题，介绍了新开发的力学模型和相应的计算软件，着重论述了变压器绕组在短路过程中，其轴向，辐向电动力作用下的动态特性。     

三绕组变压器低压绕组幅向短路力的计算方法

阐述了低-中-高结构的三绕组电力变压器低压绕组幅向短路力的计算方法,即从磁势平衡原理出发,导出了求解该变压器最严重短路情况下低压绕组幅向力的计算模型,利用“场-路耦合”有限元方法计算了该模型的二维瞬态漏磁场,获得了低压绕组线饼的受力分布和瞬变曲线,并对受力最大的线饼进行了抗幅向失稳能力校核.该计算方法简化了传统计算电磁...     

短路机械力耐受能力试验

论述了变压器短路电流的动态力效应和断路器重合闸时变压器发热的影响,分析了变压器短路耐受试验有效性和剩磁对短路电流的影响,对预先短路法与后路法进行了比较,还给出了短路电流的计算式。     

150MVA/220kV高阻抗变压器漏磁场分析

利用漏磁场有限元软件对150MVA/220kV高阻抗变压器进行计算,并分别就短路阻抗、绕组涡流损耗、结构件杂散损耗和短路电动力进行分析.