基于累积效应电力变压器绕组动稳定性分析研究

发布时间：2020-03-23 07:33

【摘要】：伴随着我国能源互联网的建设与发展,特高压电网在我国电力供应中发挥着越来越重要的作用。而电力变压器作为电网中能源传递与转换的关键设备,在网运行时不可避免会遭受到短路电流的冲击,其对短路冲击电流的耐受能力关系其自身及整个供电网络的安全系数及运营的可持续性。电力变压器绕组在多次短路电磁载荷下的累积效应计算是一个涉及电磁学、力学、材料学等多学科的综合性问题,需综合考虑各学科相关知识,进而将其归结应用到电力变压器短路动稳定性的准确计算中,这是极具研究价值与难度的实践性问题。本文首先总结了国内外电力变压器电磁、短路强度及短路累积效应计算研究的现状,对相关问题的计算方法及研究成果进行了归纳。根据变压器绕组在短路电磁载荷下累积效应产生的机理,通过有限元仿真软件分析了三相三柱式变压器在不同短路工况下不同相绕组空间的漏磁及电磁载荷分布。最后结合电磁场-结构场直接耦合的有限元法对不同相中压绕组的短路强度及累积效应进行了计算,同时总结了短路瞬态温升、部分撑条失效及不同大小轴向预紧力对绕组短路累积效应产生影响的规律。本文在建立变压器三维磁场计算模型的基础上,考虑到变压器绕组空间磁场分布受铁心影响,对一台三相三柱式变压器分别在各相过零的单相短路、三相短路工况下过零相绕组空间漏磁场分布的异同进行计算及对比分析,并以模型变压器搭建实验平台,将测量值与计算值进行对比;进而构建适用于电磁场-结构场直接耦合计算的三相三柱式电力变压器模型,对其不同相中压绕组的短路电磁载荷分布及中压绕组的单次短路响应进行计算分析;在此基础上,对绕组铜导线的材料力学特性进行了研究,提出适用于累积效应计算的铜导线材料力学模型,对三相短路工况下不同相中压绕组的短路累积效应进行计算,总结出应用于累积效应校核的稳定性判据,并对可能影响绕组短路累积效应的各因素对累积效应影响的规律进行总结,进而提出用于提高电力变压器绕组抵抗累积效应的可行性措施。本文的研究对变压器的短路稳定性校核及设计改进具有一定的实践价值。
【图文】：

图 1.1 我国特高压电网的建设里程统计图Fig. 1.1 The chart of ultra - high voltage power grid construction mileage of China特高压 必将成为我国乃至全世界电网发展的主流趋势，伴随而来的是单容量的不断提高，大容量电力变压器在运和即将投入运行的数量也将随

图 1.2 2000 -2004 年变压器年台次事故率Fig. 1.2 Transformer annual accident rate from 2000 to 2004
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM41

【参考文献】

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2 王建民;王浩名;周少静;赵峰;范亚娜;郑赞;;移相整流变压器漏磁场及电磁参数的工程算法[J];电工技术学报;2015年01期

3 刘连兴;王健;边庆恺;;并联运行的三绕组电力变压器短路电流计算[J];变压器;2014年08期

4 徐永明;郭蓉;张洪达;;电力变压器绕组短路电动力计算[J];电机与控制学报;2014年05期

5 闫振华;马波;马飞越;张海军;杨彬;皇甫幼朋;王国林;;220kV电力变压器短路动力学性能分析[J];高压电器;2014年03期

6 胡晓萌;邓江桂;;110kV变压器抗短路能力典型案例分析及对策[J];高压电器;2013年12期

7 王丽丽;李永刚;张建忠;刘宏亮;;变压器短路时导线应力和绕组强度的探讨[J];变压器;2013年02期

8 刘晋;;Matlab在电力系统短路故障仿真分析中的应用[J];电气技术;2012年11期

9 侯世勇;董景义;李杰;;变压器短路电流分析计算[J];变压器;2012年10期

10 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

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2 李洪奎;大型电力变压器绕组短路强度与稳定性研究[D];沈阳工业大学;2011年

3 梁振光;大型变压器场路耦合三维瞬态涡流场和绕组短路强度的研究[D];沈阳工业大学;2001年

4 王胜辉;大型变压器场路耦合瞬态涡流场及螺旋线圈轴向电流效应研究[D];沈阳工业大学;1999年

5 李岩;大型电力变压器线圈电磁力和局部过热问题研究[D];沈阳工业大学;1995年

6 程志光;电力变压器电磁场分析与验证[D];清华大学;1994年

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2 吴骏;基于改进变压器结构提高抗短路能力的优化设计[D];南昌大学;2016年

3 李冰阳;电力变压器短路冲击累积效应的机理研究[D];华中科技大学;2016年

4 李yN春;变压器绕组短路电动力计算及稳定性分析[D];哈尔滨理工大学;2016年

5 王鹤许;电力变压器抗短路能力校核方法的研究[D];华北电力大学;2013年

6 杨宁;变压器抗短路能力研究[D];天津大学;2012年

7 张明丽;大型变压器抗短路能力校核研究[D];华中科技大学;2012年

8 焦立阳;电力变压器绕组短路电动力的计算[D];沈阳工业大学;2009年

9 刘晓丽;电缆绕组变压器暂态漏磁场及短路强度的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年

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本文编号：2596410