基于"场-路"耦合法的电缆变压器轴向短路电磁力的计算

电缆变压器是一种以XLPE电缆作为绕组的新型干式变压器,电磁和短路特性仍是此类变压器的主要特性,考虑到其绕组的特殊结构,建立了电缆变压器漏磁场的"场一路"耦合模型,并针对一台带有调压线匝的电缆变压器的轴向短路电磁力进行计算,计算结果符合变压器短路特性的基本规律,为进一步计算此类变压器的电磁和短路特性打下基础.     

基于有限元的电力变压器绕组弹塑性变形分析

电力变压器绕组受短路电磁力作用后,可能出现可恢复的弹性变形或不可恢复的塑性变形。文中通过电磁-结构耦合有限元分析,对短路电流冲击作用下的变压器绕组弹、塑性变形特性进行理论分析和三维数值模拟,以揭示绕组弹性和塑性变形机理。首先通过有限元电磁计算分析了绕组内部短路电磁力分布,其中绕组线饼的周向电磁力分布不均是导致绕组变形的重要原因。在弹性变形计算的基础上,依据材料学的弹塑性变形分析理论,构建了绕组累积变形的量化分析模型,能够反映多次短路电磁力作用后绕组变形的累积效应。最后,以一台110 kV/25 000 kVA、双绕组电力变压器模型为例,进行绕组弹、塑性变形计算。结果可以为变压器绕组动稳定性能和绕组塑性变形预测研究提供理论参考。     

不同模型下变压器绕组短路力学特性对比分析北大核心CSCD

电力变压器的抗短路能力直接关系其安全稳定运行,因而准确计算变压器绕组短路力学特性和抗短路能力十分必要。由于变压器绕组尺寸大、结构复杂,不同的建模方式对其力学特性计算的准确性和计算量大小影响很大。文中以一台110 kV变压器为例,通过建立变压器二维轴对称和三维模型,运用磁—固耦合分析方法,对比分析了不同模型下变压器绕组短路漏磁场、电磁力、机械应力的分布规律,结果显示两种模型计算结果分布规律和特点相似,但数值大小存在一定差异,尤其是绕组端部线饼应力,因此为了真实反映变压器绕组实际结构特点,保证绕组短路校核计算的准确性,建立三维变压器绕组模型对其力学特性进行分析是必要的。建模方法和分析结论可为变压器抗短路能力评估提供参考。     

变压器绕组匝间短路振动特性分析

正建立电磁耦合模型,分析绕组振动特性,仿真计算变压器在不同负载率下的绕组端口电流、振动特性与短路比例的关系。搭建单相变压器绕组匝间短路动模试验平台,对绕组端口电流及振动参数进行量测,并将量测结果与仿真数据进行对比,验证所得结论的适用性。变压器在电力系统中承担电压转换、电能分配的作用,其正常运行对整个电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。绕组匝间短路故障是变     

基于有限元法的变压器绕组振动仿真分析

以S11-M-500/35型配电变压器为研究对象,采用有限元方法对变压器铁芯及绕组进行多物理场耦合仿真计算,得到变压器在额定负载条件下的电磁特性和振动特征,并通过负载短路试验验证了仿真计算结果的准确性,可为变压器绕组变形状态诊断提供有效依据。     

移相整流变压器电流分布的数值分析与电磁特性的工程计算

在对移相整流变压器绕组电流分布规律进行数值分析与总结的基础上,为移相整流变压器绕组漏磁场及短路阻抗等电磁特性的工程计算建立了高效、可靠的分析方法与应用结论。     

单相变压器首端匝间短路电磁振动特性研究

针对单相变压器首端匝间短路问题,研究不同匝间短路比例下电磁振动特性,利用电磁耦合原理建立变压器匝间短路状态方程,仿真模拟不同短路比例下电磁参数及振动加速度变化,结果说明在不同比例匝间短路故障下,短路绕组电流方向改变、幅值变大,未短路绕组电流改变较小;内部漏磁增加,且短路绕组对应区域漏磁增加明显;由于电流及漏磁增加致使绕组振动加剧,随着匝间短路比例的提高,变压器电磁参数及绕组振动加速度进一步改变。最后,搭建匝间短路动模实验平台,测量变压器首端不同比例匝间短路故障下绕组电流及振动加速度,对比仿真结果与实验数据,验证了建模的有效性及所得结论的正确性。     

220kV电力变压器短路动力学性能分析

电力变压器突发三相同时短路时,短路电流对变压器绕组动稳定性影响重大。笔者针对一台220 kV等级电力变压器,基于有限元电磁—结构耦合计算,运用动力学原理,研究短路电磁力作用下的低压绕组机械强度及变形过程。在电磁分析中,计算了各绕组的轴向和辐向电磁力,确定绕组中承受电磁力最大的线饼;在辐向应力应变分析中,以电磁力为激励,对选定绕组进行瞬态动力学计算,得出线圈的辐向动态应力及位移;在绕组轴向振动分析时,考虑线饼间绝缘垫块弹性模量,分析线饼轴向动态力和轴向位移。分析结果为变压器绕组短路强度校核提供参考依据。     

干式变压器电磁特性参数的数值计算与统计分析

利用有限元方法,对同一系列的多台干式变压器短路阻抗、绕组涡流损耗等电磁特性参数进行了数值计算与分布规律的统计分析,为同类干式变压器附加损耗的准确计算提供了设计参考.     

基于PSCAD-ANSYS的变压器绕组振动特性仿真研究

为进一步理解和掌握短路冲击下变压器绕组的振动特性,本文基于PSCAD-ANSYS联合仿真实现了变压器突发短路下振动响应的全过程分析,即根据PSCAD软件计算得到的变压器绕组短路电流,在ANSYS软件中使用电磁场和机械场模块计算了变压器绕组的电动力和振动响应。其中,两个软件之间的电流和时间等关键信息的交换通过数据通信接口方式实现。以某110k V变电站为例对变压器突发短路下的振动响应进行计算分析,结果表明,所提出的联合仿真方法能够有效计算突发短路时变压器绕组的振动特性。突发短路时,变压器振动响应与短路电流变化趋势类似,绕组振动在短路故障发生后先达到最大值,然后伴有一定的衰减分量,振动信号频谱分量更加丰富。     

多次短路工况下变压器内绕组辐向强度计算

本文提出了一种多次短路工况下变压器内绕组辐向强度的数值计算方法,引入弹塑性材料特性模拟多次冲击下绕组的力学特性.以试验变压器为研究对象,建立有限元计算模型,采用电磁场-结构场耦合的方法,计算了变压器内绕组在多次短路冲击下的辐向强度.对比分析了考虑弹塑性和弹性材料模型时,绕组承受多次短路冲击产生的形变规律.进一步研究了采...     

双绕组连续式线圈电力变压器电磁方案计算方法

变压器电磁方案计算由于设计变量多,对应组合也多,使计算工作量很大。针对上述问题,对双绕组连续式线圈电力变压器,把短路阻抗直接应用于电磁计算过程,增加线圈高度作为新的设计变量,把变压器铁心直径、绕组匝数和线圈高度作为重要设计变量,在电磁方案计算时首先确定这三个参数值,然后计算绕组和铁心尺寸,在计算出的绕组尺寸内按绕组排线规则进行排线,调整并确定绕组线规,可快速得出计算结果,提高了计算效率,在变压器优化计算中具有广阔的应用前景。     

XLPE电缆绕组高频暂态电路模型的研究

XLPE电缆绕组变压器是一种新型电力变压器 ,研究其暂态响应及影响因素有重要意义 ,为此提出了电缆绕组高频暂态下的电路模型。线圈模型的实测与仿真计算结果吻合很好 ,表明该模型可表达这类绕组暂态时的表现 ,为进一步研究电缆绕组变压器暂态特性打下一定基础     

自耦变压器串联绕组辐向稳定性分析

针对当今自耦变压器绕组特性分析仍停留在手工计算这一现象,以一台500 kV/334 MVA自耦变压器为例,介绍了自耦变压器绕组结构及绕组与外电路的连接方式,分析了绕组间磁电联系,并利用有限元软件,计算了自耦变压器公共绕组出口处短路时,串联绕组和公共绕组的辐向短路电动力,同时通过对比实际与计算的串联绕组载荷拉伸位移量,验证了串联绕组的辐向稳定性.     

油浸式变压器漏磁场及绕组短路振动分析

变压器是保障电网安全可靠运行的关键电磁设备，而短路电流引起的电动力和振动对变压器具有巨大的潜在危害。本文作者针对一台三相双绕组油浸式变压器，基于COMSOL软件计算了漏磁场分布以及绕组短路电动力；构建了高压绕组“质量块-弹簧-阻尼”模型，并采用Newmark-β法对绕组振动进行了计算。研究结果表明，高压绕组在高度1/4和3/4处的轴向振动最为剧烈，此位置是高压绕组发生短路时最容易受到损坏的位置，设计时应加强机械强度。     

移相整流变压器漏磁场及电磁参数的工程算法

针对油浸式移相整流变压器具有轴向分裂与并联支路等的复杂绕组结构,首先,利用有限元场-路耦合方法建立了绕组三维漏磁场计算模型和相应的等效电路,并对非对称运行情况下的绕组三维漏磁场、各支路电流分布、短路阻抗等电磁特性参数进行了数值计算与验证分析,由此得到了移相整流变压器的电流分布规律;然后,在此基础上为移相整流变压器建立了有限元工程计算模型,并开发了对应的计算软件;最后,通过对多台典型产品绕组漏磁场及短路阻抗的计算结果与对应产品的实测值或三维计算结果的对比分析,表明绕组漏磁场分布正确、短路阻抗计算结果满足产品性能要求,因此,为移相整流变压器设计提供了方便、可靠的工程分析手段。     

江西电网变压器短路电流分析研究

分析了目前江西电网110kV及以上电压等级变压器的短路电流,得出220kV变压器110kV侧短路时流经绕组的短路电流相对较大,且对于三相三绕组变压器单相短路电流大于三相短路电流;在此基础上针对江西电网220kv变压器短路损坏均由110kv侧短路故障引起的特点,计算了2006及2009年系统最大运行方式下,220kV变压器110kV侧短路时流经变压器绕组的电流,论证了电磁环网解环对降低220kV变压器中压侧短路电流作用不明显。     

基于有限元法的变压器抗短路性能计算与分析

为了验证一种变压器抗短路计算方法的工程可用性,以有限元法、变压器理论和国标推荐值为基础,使用绕组建模分析软件建立变压器绕组模型,利用有限元法分析变压器绕组短路力并校核其强度。最后,以一台通过突发短路试验的变压器为例,验证此变压器抗短路计算方法的工程应用有效性。     

电力机车主变压器空载合闸瞬变过程仿真

电力机车主变压器空载合闸电磁瞬变过程复杂,常规工程计算方法精度与效率不高。为此引入复合短路阻抗,将多绕组变压器模型简化,并在MATLAB/PSB中建立了能够反映多绕组电力机车主变压器空载合闸的仿真模型。结合模型给出了其等值阻抗、合闸初始相位角、剩磁和饱和特性对其空载合闸产生的励磁涌流影响的分析。仿真结果为电力机车主变压器的继电保护、电磁设计和运行系统控制提供了重要的理论依据。     

大容量变压器高压绕组短路强度与辐向稳定性分析

针对大容量变压器抗短路能力差这一现象,以一台120 MVA/220 kV电力变压器为例进行分析计算.利用ANSYS软件求解出低压绕组出口发生短路时高压绕组的辐向短路电动力.用瞬态分析法求解出高压绕组位移形变量,并通过位移校核与强度校核,验证了高压绕组的辐向稳定性,为大容量变压器的绕组短路特性分析提供了一定的参考依据.