基于磁—结构直接耦合动态分析变压器绕组变形的研究

在短路电流作用下,变压器绕组会承受连续变化的巨大电磁力冲击,过程中可能影响变压器稳定运行,甚至遭受严重破坏。针对传统方法难以分析考虑和结构场相互影响下绕组变形动态过程的现状,提出磁—结构直接耦合方法,将其引入到对变压器绕组变形动态过程的研究。以一台220 kV典型变压器为例,首先通过ANSYS磁—结构直接耦合方法,分析了变压器的磁场和结构场耦合特性。然后,针对系统故障实例,分析了变压器绕组变形的动态过程。最后,进一步针对故障实例中电流最大时刻,对比静态场分析结果,分析结论一致,验证了方法的正确性。该研究为动态分析变压器绕组变形过程提供了一种有效的研究方法。     

基于磁——结构耦合场的变压器绕组形变分析

在短路电流作用下,变压器绕组受到电磁力发生形变,严重时会直接造成变压器损坏,影响系统安全运行。文中以有限元方法为研究基础,利用有限元软件建立变压器磁—结构耦合模型,实现变压器电磁场和结构场的仿真,进行绕组形变分析,对比现场频响分析法、短路阻抗法及绕组电容量法试验结果,验证了仿真模型的正确性,为变压器绕组形变检测与分析提供一种可靠的方法。     

短路电动力作用下变压器低压绕组变形研究

电力变压器短路时会产生巨大的短路电动力,当短路电动力过大时会导致变压器绕组变形.为研究三相三绕组变压器短路时的电动力分布和绕组变形情况,本文以一台50MV·A/110kV的三相三绕组变压器为例,计算变压器发生短路时的短路电流,将该短路电流作为激励,通过有限元软件计算绕组的短路电动力,采用磁-结构耦合的方式计算在最大短路电动力作用下的绕组变形和应力分布.结果表明,短路时低压绕组受到向内压缩的辐向电动力和向中间压缩的轴向电动力,绕组中间部分受到的短路电动力大于两端,导致绕组中部的变形程度大于两端.研究结果对研究变压器绕组变形具有一定实际意义.     

基于磁-结构场耦合的变压器绕组变形的因素分析

变压器绕组在短路电动力冲击作用下,受多重因素的影响,绕组的形变量发生显著变化.本文采用磁-结构场耦合的有限元仿真方法,建立变压器的三维模型,运用Ansys Maxwell计算出绕组的短路电动力体密度分布,采用顺序耦合的方法把电动力体密度耦合到Ansys Workbench中的结构场,进行绕组的静力学分析;运用相关理论分别分析温度、预紧力等变化对绕组的形变量的影响.结果表明,温度和预紧力均能影响绕组强度,温度对绕组辐向形变量影响更大,预紧力对绕组轴向形变量影响更显著,在电磁力分布较大的区域,二者的影响效果均明显增加.研究结果对变压器抗短路设计有一定参考意义.     

基于磁-结构耦合法的变压器绕组振动特性研究

基于S11-M-500/35型变压器,利用有限元磁-结构耦合法分别计算了变压器负载运行、第一次短路冲击、第二次短路冲击过程中的变压器绕组径向振动加速度,研究了变压器绕组的磁场分布,以及变压器绕组在不同预紧力下的模态,并通过短路冲击试验对计算结果进行了验证。结果表明变压器绕组在受到短路冲击后,绕组漏磁通密度变大8.7倍,绕组线圈上承受的电磁力变大,绕组振动加速度幅值变大,仿真结果与试验数据吻合良好,为变压器的优化设计和故障诊断提供了理论依据。     

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。     

移相整流变压器电-磁-机耦合问题的计算与分析

针对一台移相整流变压器运行时发生的短路故障,利用三维有限元场-路耦合方法建立了计算模型与绕组等效电路,并对短路情况下的电-磁-机耦合问题进行了计算分析。     

感应线圈炮电枢的磁-结构耦合分析

电枢是感应线圈炮的关键部件,其在工作过程中易发生破坏。为了设计高强度的电枢,以保证感应线圈炮实验研究的顺利进行,建立了电枢磁-结构耦合过程的数学模型;用有限元仿真程序建立了感应线圈炮的仿真模型,并对所建模型进行了仿真,得到了电枢的涡流、电磁力、变形及应力分布规律;分析了电枢后端部壁厚变化对电枢应力的影响规律。结果表明:电枢的涡流密度、所受电磁力和结构变形在电枢的后端部最大,最大应力值位于电枢后端部内侧,并且随着电枢壁厚的增加,电枢的最大应力值逐渐减小,故在设计电枢时其后端部应采取加固措施以提高电枢的强度。     

计及磁—机耦合效应的变压器绕组短路振动特性研究

变压器短路过程中线圈位置的变化可影响漏磁场和绕组受力。为研究绕组电磁力和振动之间的耦合作用,文中基于镜像法,建立了变压器绕组漏磁场和电磁力的计算模型,计算了短路冲击下漏磁场和电动力分布。基于绕组弹簧—阻尼轴向振动模型,研究线饼的位移对绕组受力的影响,构建了变压器短路振动的电—磁—机械耦合模型。最后分析了短路电流和压紧力对振动响应的影响。计算结果表明,考虑耦合后,振动信号在频域上表现出较高的分散性,相较于静态计算,动态计算短路力修正系数为1.196。文中提及的短路振动分析模型,有助于形成变压器抗短路能力的动态评估方法,有效提升在运变压器的运行可靠性。     

基于“场-路”耦合有限元分析法的变压器短路电抗仿真的研究

短路电抗法是检测电力变压器绕组变形的有效方法之一,开展变压器短路电抗的仿真计算研究,对于获取各种绕组变形故障时的特征信息具有重要意义。基于实验室中一台模型变压器的结构参数,分别建立了绕组正常及存在匝间短路故障时的有限元仿真模型,利用"磁-路"耦合的方法对变压器的漏磁场和漏感参数进行了计算,分析了绕组变形位置与变压器漏磁场之间的关系,并与在模型变压器上的实验结果进行了对比,结果表明:绕组内部发生匝间短路故障时,在径向中部的匝间短路对漏磁场的影响较大,而在轴向中层绕组的匝间短路对漏磁场的影响较小。研究成果对于指导短路电抗法的现场应用和绕组故障的检测提供了一定的理论依据。     

变压器绕组变形的诊断

简要介绍了变压器绕组变形测试仪的基本工作原理以及在我省各电业局、电厂的测试情况,并提供一些我省出现变形的变压器的测试波形。     

基于Matlab的变压器绕组变形频率响应的仿真研究

频率响应法(FRA)是检测电力变压器绕组变形的一种可靠方式,本文以三绕组变压器为研究对象,提出考虑各个单元之间互感和绕组相邻线饼间电容的模型.首先,采用有限元软件Maxwell建模求取正常及变形绕组的等效电路参数;其次,根据仿真得到的等效电路参数,在Matlab中建立状态空间模型,通过参数矩阵进行频率响应计算,得出高压...     

变压器绕组变形判据的研究

变压器绕组变形的测试技术经多年发展,取得了明显的经济效益和社会效益,已成为电力工业的反事故措施之一,华北电力集团公司已纳入《电力设备交接和预防性试验规程》。为准确判定变压器绕组是否变形,根据多年的实践经验,提出了变压器绕组变形的测试判据,判断原则和注意事项。     

变压器绕组变形测试的研究

主要介绍了变压器绕组有现场测试的方法、经验,提出了频响法判据参考值及判断程序。     

变压器绕组变形的判断

介绍了判断变压器绕组变形的辅助方法,并给出了实例.     

基于有限元法的单相变压器直流偏磁仿真研究

中国±500 kV直流输电系统的运行经验表明:直流输电单极大地回路方式运行时,直流接地极电流会导致附近交流变压器直流偏磁现象,引起变压器局部过热、振动加剧、噪音增大。笔者运用ansoft软件分析了在不同直流偏磁情况下,变压器空载状态下的铁心磁场分布情况。结果表明,随着变压器直流电流的增加,变压器铁心饱和度愈高,磁感应强度增加,上下铁轭衔接处随着直流量的增加磁感应强度增加速率最大。     

变压器绕组变形诊断技术的研究

根据国内外变压器运行事故的分析表明,短路事故是引起变压器损坏的主要原因之一。如能在短路后及时测量变压器绕组的变形,则有可能避免恶性事故的发生。文中分析了采用频率响应法测量变压器绕组变形的可行性。介绍了华北电力试验研究所开发的测变压器绕组变形的频率响应测试系统。该系统具有抗干扰性强,测试重复性好。灵敏度高及操作简便等特点,可准确判断变压器遭受短路冲击后绕组有否变形,对预防变压器事故有积极作用。变形试验可在2小时内完成。     

基于有限元的变压器绕组变形等值漏电感检测法研究

电力变压器在运行过程中绕组变形后会引起绕组漏电感值的变化,本文利用有限元仿真软件,对变压器的铁心及绕组进行建模,利用ANSYS软件计算了变压器漏电感值。     

电力变压器绕组变形研究

在所有变压器故障中,变压器绕组损坏所引起的变压器故障的故障率是最高的.在介绍绕组变形机理的基础上,阐述了短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应法三种绕组变形测量方法,并对比分析了这些方法的优缺点.     

基于强耦合方式的电力变压器绕组短路强度计算

以一台DFP1-240MVA/500k V型电力变压器为例,采用电场、磁场和结构场强耦合的方式,进行了短路强度的计算,验证了方法的可靠性。引入国标对产品进行了校验,并比较了不同方案对抗短路机械强度的影响。