自耦變壓器繞組輻向穩(wěn)定性研究.pdf

1、電力變壓器作為電網(wǎng)中至關(guān)重要的設(shè)備，不僅在變電所、發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著極為重要的作用，而且在廣大用戶和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，也有著不可替代的作用。隨著大電網(wǎng)的建設(shè)，變壓器的電壓等級(jí)、容量的不斷增加，電力變壓器的短路電動(dòng)力也隨之增大，由此產(chǎn)生的繞組穩(wěn)定性問題日益突出。
　　本文以一臺(tái)500kV、334000kVA單相自耦無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器為例，利用有限元軟件，采用“場-路耦合”方法，分別建立低壓-公共繞組運(yùn)行，低壓繞組出口處發(fā)生短

2、路和串聯(lián)-公共繞組運(yùn)行，公共繞組出口處發(fā)生短路時(shí)的二維軸對(duì)稱有限元模型。利用模型模擬兩種運(yùn)行方式下的短路試驗(yàn)，求取短路阻抗，與實(shí)測值進(jìn)行比較，進(jìn)而驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上計(jì)算各線餅的短路電流、電密、漏磁場強(qiáng)度和短路電動(dòng)力。
　　變壓器雙繞組運(yùn)行時(shí)，兩繞組中電流方向相反，產(chǎn)生的輻向短路電動(dòng)力使兩繞組相互排斥，即內(nèi)繞組向內(nèi)屈曲，外繞組向外拉伸，因此在輻向短路電動(dòng)力作用下，需對(duì)內(nèi)外繞組穩(wěn)定性分別校核。對(duì)于內(nèi)繞組，選擇輻向短路電動(dòng)力最

3、大的線餅，采用梁單元，以線餅實(shí)際尺寸為基礎(chǔ)，建立線餅的三維多跨度模型，采用線性屈曲分析方法，求出變壓器輻向臨界失穩(wěn)載荷，進(jìn)而求得內(nèi)繞組在最大輻向短路力下的安全倍數(shù)。在線性屈曲分析基礎(chǔ)上，采用非線性屈曲分析方法，在原模型的基礎(chǔ)上加載輻向短路電動(dòng)力，求解出內(nèi)繞組在輻向短路力的位移，并對(duì)位移進(jìn)行校核。
　　對(duì)于外繞組，采用瞬態(tài)分析方法求解線餅在動(dòng)態(tài)輻向力作用下的位移，由于外繞組排布上下對(duì)稱，為簡化計(jì)算步驟，建立外繞組1/2三維力學(xué)模型;