电力变压器运行状态下振动特性研究

发布时间：2017-12-23 02:38

  本文关键词：电力变压器运行状态下振动特性研究　出处：《沈阳工业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 变压器 磁-结构耦合分析 场-路耦合分析 模态分析 谐响应分析

【摘要】：电力变压器是电力系统中的重要设备,其稳定运行对保证电网安全意义重大,但实际运行中的变压器会不可避免地发生各种故障。若变压器绕组发生变形,将导致变压器的绝缘性能和机械性能下降,进而使变压器发生故障。振动分析法能够在线监测绕组变形,但诊断判据中的理论依据尚且不够充足。因此,必须对变压器进行深入且全面的振动理论研究。本文以型号为S11-M-500/35,联结组别为Yyn0的变压器为研究对象,利用有限元场-路耦合分析、磁-结构耦合分析和振动试验相结合的变压器振动特性分析方法,分析了变压器运行状态下的机械特性和电气特性,研究了变压器绕组和铁芯的磁场分布情况,对不同预紧力下的变压器单相绕组进行了模态分析,对相同预紧力、不同电流下的变压器单相绕组进行了谐响应分析,并通过变压器负载振动试验对仿真结果进行了验证。结果表明电力变压器在运行状态下铁芯上的磁力线通过两侧芯柱在中间芯柱汇合形成闭合磁路,铁芯中间芯柱主磁通远远大于两侧芯柱,变压器A、C两相绕组磁力线分布呈对称状态,B相绕组漏磁通密度最大,且受到A、C两相的漏磁干扰,因此根据绕组振动信号判断变压器绕组运行情况时应考虑其他两相对B相的干扰。本文按照变压器B相绕组的实际尺寸搭建有限元模型,利用模态分析法分别计算了6个轴向预紧力下的轴向固有频率,分析了1-4阶的振型图,分析得出当轴向预紧力为18MPa时,变压器绕组的固有频率均避开了50Hz的倍数,因此确定最优的变压器绕组预紧力能达到避免变压器在实际运行中发生共振的目标。通过变压器绕组和铁芯的磁-结构耦合分析可知,变压器B相绕组所受电动力最大,B相高压绕组有明显的径向扩张趋势,且B相绕组高压侧侧壁距地1/6处振动加速度最大,为后续研究中测点的选择问题提供了理论依据。本文对变压器样机进行了负载振动试验,利用傅立叶法分析试验采集的振动信号,从时域和频域双向验证仿真分析结果,结果表明本文仿真结果与试验结果相符,因此本文的理论研究结果为后续的变压器振动研究和结构优化设计提供了良好的理论支撑。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM41

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本文编号：1322112