变压器铁芯—绕组的有限元分析与振动特性研究

发布时间：2017-09-04 23:27

  本文关键词：变压器铁芯—绕组的有限元分析与振动特性研究

  更多相关文章： 铁芯-绕组 特征参量 模态特征 幅频特征

【摘要】：变压器的振动故障问题对电网的安全运营和人们的经济生活造成了严重威胁,及时发现变压器振动的故障趋势,实现变压器振动安全状态的有效识别具有重要的现实意义。为了研究变压器的振动效应,减小变压器的振动故障,基于变压器振动的主要来源,本文对变压器铁芯-绕组、铁芯和绕组进行了有限元仿真分析和故障识别研究,主要研究内容如下：(1)基于变压器振动的主要来源以及振动特性的数学模型,结合35kV油浸式变压器的结构参数,利用模型简化手段,在有限元分析软件Ansys中建立了铁芯、绕组以及夹件的仿真模型；(2)依据动力学振动原理,利用Maxwell电磁仿真软件计算变压器在稳定满载运行过程中各部分电磁力的分布情况,将得出的电磁力数据导入ANSYS中对该35kV油浸式变压器振动情况进行分析研究。从夹紧和松动两种状态下对铁芯-绕组的模态特征进行仿真分析,找出变压器铁芯-绕组振动最强幅值的分布位置,为变压器振动情况的最优测点位置选择提供了理论依据。对比夹紧状态下铁芯-绕组振动的幅频特征,得到铁芯-绕组在压紧状态下振动的基准幅值,从而为变压器振动情况的阈值设定提供了理论依据；(3)夹紧状态下,对铁芯、绕组两者振动的幅频响应特征进行数值计算,得到两者主要响应频带的分布情况,结合铁芯-绕组的响应频带特征,判断铁芯-绕组各主要响应频带的主要振源。
【关键词】：铁芯-绕组 特征参量 模态特征 幅频特征
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM401
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 课题研究背景与研究意义12-13
• 1.2 油浸式变压器的组成结构13-16
• 1.2.1 铁芯及其夹件13-15
• 1.2.2 绕组15-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 变压器振动机理的研究现状16-17
• 1.3.2 变压器振动模型的研究现状17-18
• 1.3.3 变压器振动数据分析的研究现状18-19
• 1.4 主要研究内容19-22
• 第二章 变压器振动特性的数学模型及建模依据22-32
• 2.1 变压器振动特性的数学模型22-24
• 2.1.1 铁芯结构的振动特性22-23
• 2.1.2 绕组线圈的振动特性23-24
• 2.2 变压器振动仿真的数学模型24-26
• 2.2.1 动力学特性24-25
• 2.2.2 磁场分析25-26
• 2.3 油浸式变压器的结构模型建立26-31
• 2.3.1 变压器的结构参数26-29
• 2.3.2 变压器结构模型的建立29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 变压器铁芯-绕组振动特性的仿真分析32-48
• 3.1 变压器的振动仿真32-38
• 3.1.1 材料属性设置33-34
• 3.1.2 边界和约束条件设置34
• 3.1.3 激励设置34-36
• 3.1.4 电磁力仿真计算36-37
• 3.1.5 网格划分37-38
• 3.2 铁芯-绕组的模态分析与特征位置38-43
• 3.2.1 夹紧状态下铁芯-绕组的模态特征38-40
• 3.2.2 松动状态下铁芯-绕组的模态特征40-42
• 3.2.3 铁芯-绕组振动的特征位置42-43
• 3.3 夹紧状态下铁芯-绕组振动的幅频特征43-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 铁芯和绕组振动特性的仿真分析48-58
• 4.1 铁芯的振动特性48-55
• 4.1.1 夹紧状态下铁芯的模态特征48-50
• 4.1.2 松动状态下铁芯的模态特征50-53
• 4.1.3 预紧力对固有频率的影响53-54
• 4.1.4 铁芯振动的特征位置54-55
• 4.1.5 夹紧状态下铁芯振动的幅频特征55
• 4.2 夹紧状态下绕组振动的幅频特征55-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第五章 工作总结与展望58-60
• 5.1 工作总结58
• 5.2 工作展望58-60
• 致谢60-62
• 参考文献62-68
• 附录A：攻读硕士学位期间参与项目及科研成果68

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本文编号：794473