变压器绕组短路电动力计算分析及抗短路能力的研究

摘要

电力变压器是电力系统的主要设备之一，其可靠、稳定运行对整个电力系统的安全起到十分重要的作用。近年来，随着各地电网容量的不断增加，变压器故障也不断增多，故障中近区或出口短路故障占有很大比例，对电力系统的安全稳定运行造成了很大的影响。为了能尽量避免这类事故的发生，对变压器短路时短路电流及电动力进行计算分析，结合分析结果对绕组自身及周围结构件进行弱点补强、进行制造技术、工艺水平的改进等研究就具有十分重要的意义。
　　本文介绍了课题的研究背景和意义，论述了变压器绕组漏磁场、短路电动力以及绕组的短路强度等问题的国内外研究现状。然后介绍了电磁场的基础理论和有限元计算软件，论述了漏磁场、短路电流、短路电动力等产生原因及计算方法。以一台63000kVA/110kV大型变压器为例，采用有限元数值计算方法，建立了等效计算模型，对变压器绕组的漏磁场分布、短路电动力进行了计算分析，并采用短路电动力的经典的静态计算对变压器模型进行了短路强度的验证，得出了变压器短路电动力的影响因素，提出了提高变压器抗短路能力的相关措施的参考结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究的目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．4 本文主要内容

第2章 理论基础简介

2．1 电磁场理论基础

2．1．1 麦克斯韦方程

2．1．2 微分方程的一般形式

2．2 有限元法的介绍

2．3 计算软件的介绍

2．4 本章小结

第3章 变压器漏磁场的理论计算与分析

3．1 漏磁场的产生原因、分布特点

3．2 突发短路电流计算

3．2．1 突发短路电流

3．2．2 突发短路时的瞬变过程

3．3 二维漏磁场的计算方法

3．3．1 建立模型

3．3．2 变压器模型的技术参数及内部结构尺寸

3．3．3 变压器的二维漏磁场计算

3．4 本章小结

第4章 变压器短路电动力及短路强度计算

4．1 概述

4．2 短路电动力的产生

4．3 短路电动力的静态计算方法

4．3．1 辐向力

4．3．2 轴向力

4．4 变压器模型电动力及导线应力计算

4．4．1 安匝平衡计算

4．4．2 短路电流倍数k1和短路电流冲击系数k2

4．4．3 轴向机械力计算

4．4．4 导线应力计算

4．4．5 高压线圈辐向稳定性计算

4．4．6 低压线圈辐向稳定性计算

4．5 短路力的动态计算方法

4．6 短路电动力的仿真结果与分析

4．7 本章小结

第5章 提高变压器抗短路能力的方法和措施

5．1 概述

5．2 减小变压器短路电动力

5．2．1 减小短路电流

5．2．2 改善漏磁场分布

5．3 变压器热稳定

5．3．1 降低温升

5．3．2 避免短路时间过长

5．4 变压器动稳定强度

5．4．1 变压器绕组的动稳定

5．4．2 控制谐振的影响

5．4．3 控制线圈的紧致度，保持合适的足够大的预压力

5．4．4 使用可靠的器身定位装置

5．5 提高变压器抗短路能力的其它措施

5．6 本章小节

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢