考虑线饼位移缺陷的变压器绕组力学特性磁-固耦合分析

发布时间：2022-01-04 23:24

　　变压器在短路冲击、励磁涌流、振动影响、制造缺陷等影响下,绕组线饼可能发生位移和变形,进而影响变压器漏磁场分布和绕组力学特性.为研究绕组线饼位移缺陷对其力学特性的影响,基于有限元数值计算方法,以一台110 kV变压器为例,建立了变压器漏磁场和力学特性计算模型,对线饼发生垂直和水平位移后变压器绕组的漏磁场、电磁力、机械应力进行了磁-固耦合分析.分析表明:当绕组垂直上移和水平外移时,漏磁场、电磁力、机械应力的分布特点不变,但数值大小均随位移的变化而变化,其中绕组最大应力值均随位移的增大而小幅增大. 

【文章来源】：昆明理工大学学报(自然科学版). 2020,45(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

变压器二维轴对称模型

本文对变压器处于三相同时短路,低压绕组短路电流达到最大(33.95 kA)时的情况进行仿真计算.图2是正常情况下绕组未发生位移时的变压器绕组漏磁场分布情况.以垂直向上为轴向漏磁通密度的正方向,以水平向右为辐向漏磁通密度的正方向,图中负值的磁通密度表示其方向与规定的正方向相反.从图2可以看出,变压器绕组的轴向漏磁通密度整体上较大,即漏磁通密度的轴向分量较大,最大值可达3.44T,且轴向漏磁通主要集中在高、低压绕组之间的区域;变压器绕组的辐向漏磁通密度整体上较小,辐向漏磁通较大的区域主要集中在绕组两端的区域,最大值可达1.78T.在靠近绕组两端处,磁力线发生弯曲,导致漏磁通的辐向分量占主要部分,越靠近绕组中部线饼,磁力线方向基本垂直,漏磁通辐向分量大幅减少,以轴向分量为主.

从图3可以看出,低压绕组向上移动 15 mm 后,漏磁场的整体分布没有发生明显变化,但局部漏磁场的大小发生变化,轴向漏磁通密度最大值从3.44T增大为3.45T,辐向漏磁通密度的最大值从1.78T增大为1.82T.图4也反应了这种趋势,从图中可以看出,随着绕组垂直上移距离的增大,轴向磁通密度值和辐向磁通密度值均缓慢增大.图4 最大漏磁通密度随垂直移动距离变化曲线

【参考文献】：
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本文编号：3569257