超高压电力变压器抗短路能力研究

摘要

我国超高压电网的迅速发展，导致电网容量日益增大，因此超高压电力变压器需求量也稳步增涨。伴随电网范围的扩大，网络的短路容量以及短路几率大大增加，需要增强超高压电力变压器的抗短路能力。超高压变压器一般为大容量变压器，一旦出现短路事故，短路电流非常大，影响范围比较大，产生的危害非常大，因此需要从根本上提高抗短路能力。
　　本文通过分析变压器短路故障，对短路故障的危害及产生机理的深入探讨。针对三相变压器等效模型，采用不同的方法计算各类参数，包括稳态对称短路电流、暂态非对称短路电流、安匝分布、短路电应力、绕组导线应力、径向失稳、耐热能力。通过计算不同的参数综合进行抗短路的理论研究。在抗短路能力研究中，着重研究变压器的漏磁场、导线性能结构和绕组结构件，这三个影响因素对抗短路能力的研究很密切。针对这三个因素进行了相关的试验，通过对比不同的状态得到这三个因素对抗短路能力的影响程度和变压器正常工作时的最佳状态，对合理设计变压器的结构有借鉴意义。
　　本文通过研制110kV、220kV、330kV、400kV及500kV共5台电力变压器模型，对模型进行理论计算、软件验证。选择了3种模型进行突发短路试验，验证提高绕组抗短路能力的措施，结果表明措施十分有效。通过俄罗斯VEI软件中的REST软件对DFP-240000/400型变压器进行具体分析，重点分析了变压器的各部分结构参数，尤其是导线和结构件。REST软件程序可用于计算高达1000kV的二绕组，三绕组的电力变压器。该软件可分析很多绕组，主要有同心分层式、螺旋式和盘式绕组。该软件可定义可能模式中的每个绕组的线饼上的短路时产生的轴向，径向和切向力。此外，该软件可以在可能的调节模式下通过初始数据额定电流中给出每个线饼和每个绕组中的基本和附加（从轴向和径向漏磁场）的损耗。最终DFP-240000/400型变压器利用REST短路力仿真软件，验证分析变压器的抗短路能力，得出绕组每饼导线所受到的力的情况。根据所承受的短路力的大小，针对性地采取措施，使得短路力的分布更为合理，从而有效地提高大容量变压器的抗短路能力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究水平综述

第2章 抗短路能力的相关参数计算

2．1 抗短路畿力研究方法

2．2 抗短路能力研究的理论依据

2．2．1 稳态对称短路电流计算

2．2．2 暂态非对称短路电流计算

2．2．3 安匝分布计算

2．2．4 短路电动力计算

2．2．5 短路时绕组导线应力计算

2．2．6 内绕组线饼径向压曲强度计算

2．2．7 承受短路耐热能力计算

第3章 抗短路能力的试验

3．1 绕组导线的研究

3．1．1 绕组导线的辐向失稳试验

3．1．2 绕组导线轴向失稳试验

3．1．3 结论

3．2 绕组结构件的研究

3．2．1 绕组短路情况下轴向受力分析

3．2．2 绕组套装后轴向压紧力试验

3．2．3 绕组套装后辐向压紧力试验

3．3 DFP-240000／400变压器模型分析验证

3．3．1 基本参数

3．3．2 结构特点

3．3．3 导线及结构件分析报告

第4章 结论

参考文献

致谢