220kV电力变压器抗短路能力的结构研究

摘要

我国坚强智能电网不断发展壮大，220kV电力变压器不断增强的抗短路能力，是保证电网安全稳定运行的重要基础。随着技术进步，电网发展，也不断扩大了电网的容量和范围，也大大增长了短路几率和短路电流，这就要求220kV电力变压器的抗短路能力更高。尤其大容量变压器，出现短路事故后，短路电流非常大，如果无法满足抗短路要求，大范围停电将会出现，糟糕后果将会产生，群众生活和社会生产将受损严重，影响巨大。
　　220kV变压器作为输电线网中的非常重要的部分，电网如若不能稳定运行，很大一部分原因是其运行质量不好。工业用户用电量不断提高，电力缺口也显著增长，高压、大容量作为发展方向趋势日趋明显。电磁负荷对220kV电力变压器运行而言，所承受数值量很高，漏磁场被相应放大，但是电网的等效阻抗在变小，当系统短路时，电网中产生的短路电流数值的增加是成倍的，此时变压器被附加一系列严峻的问题，实际情况也是220kV电力变压器经常遭受短路冲击。
　　近期很多220kV电力变压器发生事故。返厂检修发现，自身抗短路能力不强是造成短路损坏的一个很重要原因。这种故障的危害性显而易见，电网安全运行得不到保证。因此，抗短路能力作为一个出厂验收重要指标，是保证变压器长期安全运行的可靠手段。
　　本课题通过研究电力变压器遭遇突发短路后发生绕组失稳以及结构件损坏的现象，探索优化措施，包括电磁计算、结构设计、工艺流程。并在实现抗短路能力的情况下，兼顾产品结构优化及效益。基于典型物理公式算法及有限元法，利用REST、Ansys等仿真分析软件，对220kV变压器进行进行抗短路能力、结构件强度仿真分析，各项措施能否达到相关要求得到了验证。
　　通过以上研究，掌握了220kV变压器与抗短路能力相关的内部结构特点。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景与意义

1．2 电力变压器短路状况及理论研究现状

1．2．1 电力变压器短路状况

1．2．2 国内外理论研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 电力变压器承受短路能力计算

2．1 短路电流计算

2．1．1 稳态对称短路电流计算

2．1．2 暂态非对称短路电流计算

2．2 安匝分布计算

2．2．1 安匝分布区域分配原则

2．2．2 安匝分布图及漏磁组计算

2．3 短路电动力计算

2．3．1 短路径向电动力计算

2．3．2 短路轴向电动力计算

2．4 内绕组径向失稳计算

2．4．1 径向失稳平均临界压力

2．4．2 内绕组线饼所受压应力

2．5 绕组线饼动态轴向强度计算

2．6 绕组承受短路耐热能力计算

2．7 本章小结

第3章 220kV变压器的抗短路结构特征

3．1 抗短路变压器绕组结构

3．1．1 线圈分类形式及适用范围

3．1．2 提高绕组抗短路能力的措施

3．2 抗短路变压器器身绝缘结构

3．2．1 器身结构特点

3．2．2 嚣身结构分类厦流程控制

3．3 抗短路变压器铁心及其结构件

3．3．1 芯式铁心结构形式分类

3．3．2 铁心结构件组成

3．3．3 铁心结构加持紧固

3．4 铁心夹件、拉板优化分析

3．4．1 腹板及拉板使用概况

3．4．2 腹板起吊强度计算

3．4．3 拉板强度计算

3．5 抗短路变压嚣引线结构

3．5．1 引线载流零部件

3．5．2 引线支撑零部件

3．5．3 引线的夹持

3．5．4 引线的载流导体截面选取

3．6 本章小结

第4章 SSZ11-180000／220变压器模型的验证分析

4．3 SSZ11-180000／220模型短路强度验证分析

4．3．1 各绕组线饼轴向倾斜与辐向压曲计算

4．3．2 各绕组(轴向+辐向)强度及辐向变形计算

4．3．3 铁心结构件短路力强度计算

4．3．4 绕组及铁心结构件短路计算结果分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢