当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

基于有限元方法的变压器外部短路工况电磁场仿真

发布时间:2018-03-22 02:32

  本文选题:变压器 切入点:瞬态电磁场 出处:《东北电力大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:变压器作为电力系统的关键元件,其安全运行对电力系统稳定具有重大意义。短路作为威胁变压器运行的主要问题,短路故障发生时变压器是受短路冲击影响最大的电气设备,面临着巨大的安全风险。因此,对短路问题进行研究有着重要的意义。本文介绍了大型电力变压器绕组短路计算的背景和意义,论述了变压器漏磁场、短路电动力等问题的国内外研究现状,然后结合广东电网公司一台开展短路试验的三相五柱式变压器结构参数,在ANSYS Maxwell软件中建立了变压器三维等比例仿真模型。仿真激励采用了场路耦合理论,模拟了变压器A相、B相高对中单相外部短路过程。不同于以往先通过电路仿真软件求得短路电流,后将短路电流作为有限元仿真激励加载的方式。场路耦合更符合变压器实际工作原理,因此仿真结果更具有可靠性。本文仿真变压器短路过程总时长为250ms,为了使仿真兼顾计算精度与效率,选定仿真时间步长为2.5ms。通过将仿真获得的短路电流与试验获取的短路电流进行对比,分析了瞬时短路电流峰值和对称短路电流有效值两个主要参数,验证了本文采用的场路耦合模型的可行性与正确性。同时,求解得到了非短路相绕组感应电势,铁芯磁密,漏磁场和绕组受力等参数。对试验未测量或不易测量的物理量,如非短路相绕组感应电势,铁芯磁密,漏磁场和绕组受力等参数进行了理论分析,均有较高的准确性。从而为进一步研究变压器外部短路问题,如短路过程中绕组稳定性问题、短路导致油流涌动等问题提供可靠的数据基础。
[Abstract]:As the key component of power system, the safe operation of transformer is of great significance to the stability of power system. Short circuit is the main problem threatening the operation of transformer, and the transformer is the most affected electrical equipment when short-circuit fault occurs. Therefore, it is of great significance to study the short-circuit problem. This paper introduces the background and significance of short-circuit calculation of large power transformer windings, and discusses the leakage magnetic field of transformer. Domestic and foreign research status of short circuit electric power and other problems, and then combined with the structural parameters of a three-phase five-column transformer with short circuit test carried out by Guangdong Power Grid Company. The three-dimension equal proportion simulation model of transformer is established in ANSYS Maxwell software, and the field circuit coupling theory is used in the simulation. The external short circuit process of phase A phase B phase high alignment is simulated, which is different from the previous short circuit current obtained by circuit simulation software. After the short circuit current is taken as the finite element simulation excitation loading mode, the field circuit coupling is more in line with the actual working principle of transformer. Therefore, the simulation results are more reliable. In this paper, the total time of the short-circuit process of the simulation transformer is 250ms. in order to make the simulation take into account the calculation accuracy and efficiency, The simulation time step is chosen to be 2.5ms.Through comparing the short-circuit current obtained by simulation with the short-circuit current obtained by experiment, two main parameters, the instantaneous short-circuit current peak value and the symmetric short-circuit current effective value, are analyzed. The feasibility and correctness of the field-circuit coupling model used in this paper are verified. At the same time, the parameters such as inductive potential of non-short-circuit phase winding, magnetic density of iron core, leakage magnetic field and force of winding are obtained. For example, induction potential of non-short-circuit phase winding, magnetic density of iron core, leakage magnetic field and force force of winding are theoretically analyzed, all of them have high accuracy. Thus, for further research on the problem of external short-circuit of transformer, such as the stability of winding in short-circuit process, Short-circuit causes oil flow surge and other problems to provide a reliable data base.
【学位授予单位】:东北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM41

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 廖才波;阮江军;刘超;文武;王珊珊;梁嗣元;;油浸式变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法[J];电力自动化设备;2015年09期

2 李岩;李龙女;井永腾;韩芳旭;;轴向双分裂发电机变压器漏磁场及穿越短路阻抗计算与分析[J];高电压技术;2014年06期

3 李龙女;李岩;井永腾;张博;;电力变压器漏磁场与杂散损耗计算的研究[J];电工技术学报;2013年S2期

4 董景义;李杰;马立明;张衍敏;;换流变压器漏磁场分布特性仿真研究[J];变压器;2013年10期

5 朱占新;谢德馨;张艳丽;;大型电力变压器三维漏磁场与结构件损耗的时域分析[J];中国电机工程学报;2012年09期

6 徐基泰;;大电流螺旋式绕组轴向分量电流作用下的扭矩及铁心结构中的电流[J];变压器;2012年01期

7 刘爽;孟庆民;洛君婷;于健;;大型变压器螺旋式绕组扭转问题的分析[J];变压器;2011年11期

8 洛君婷;谢德馨;李晓峰;陶丹;项阳;李洁;;变压器绕组导线对抗短路能力的影响[J];变压器;2010年05期

9 辛朝辉;钟俊涛;傅铁军;王寿民;王健;任玉民;孙勇;;大容量变压器内绕组短路强度研究[J];变压器;2009年08期

10 洛君婷;;影响变压器突发短路能力的两个因素[J];变压器;2008年11期

相关博士学位论文 前1条

1 孙昕;短路与重合闸工况下大容量电力变压器绕组强度研究[D];沈阳工业大学;2015年

相关硕士学位论文 前6条

1 李帅;10kV级油浸式配电变压器漏磁场和抗短路能力的研究[D];河北工业大学;2015年

2 王伟;大型电力变压器应力场和漏磁场的有限元分析[D];华北电力大学;2014年

3 王菲菲;电力变压器漏磁场研究及绕组温度场分析[D];哈尔滨理工大学;2014年

4 刘明远;大型变压器漏磁场与油箱涡流损耗计算[D];哈尔滨理工大学;2012年

5 张丙旭;提高变压器承受短路能力的实验研究[D];华北电力大学(河北);2010年

6 彭惠;变压器漏磁场及箱体涡流损耗计算[D];清华大学;2004年



本文编号:1646700

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1646700.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a3750***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com