【摘 要】
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随着能源互联网的不断发展,电力变压器在电力系统中的地位愈发重要。对电力变压器短路状态下绕组及其支撑结构的强度进行分析,进而对变压器短路力的耐受情况进行准确评估,可为电力变压器机械强度的校验以及运维检修提供有力的参考。为了使仿真分析更加接近真实情况,本文建立了一台三相五柱变压器模拟真实绕线结构的精细绕组模型,对电力变压器受短路冲击后绕组的形变情况进行分析评估。首先,为研究A相电压过零和B相电压过零时
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随着能源互联网的不断发展,电力变压器在电力系统中的地位愈发重要。对电力变压器短路状态下绕组及其支撑结构的强度进行分析,进而对变压器短路力的耐受情况进行准确评估,可为电力变压器机械强度的校验以及运维检修提供有力的参考。为了使仿真分析更加接近真实情况,本文建立了一台三相五柱变压器模拟真实绕线结构的精细绕组模型,对电力变压器受短路冲击后绕组的形变情况进行分析评估。首先,为研究A相电压过零和B相电压过零时变压器出口发生三相短路的不同,本文建立了用于电磁计算的普通变压器模型,并用Maxwell瞬态场求解器分别求解了这两种短路状态下短路电流的变化情况,计算了冲击短路电流出现时绕组所处空间的漏磁与绕组所受短路电动力的大小及分布规律,并以此为依据,选取了短路冲击最严重的情况进行进一步分析。使用ANSYS APDL命令流建立了具有真实绕线结构的变压器绕组精细模型,该绕组模型包含了低压螺旋式绕组,高压、中压连续式绕组,并考虑了绕组匝间换位的S弯。为选定合适的支撑结构,本文针对变压器绕组及支撑结构的特性,在考虑了材料弹-塑性形变的情况下取三饼绕组,在加载固定载荷的条件下分别研究了垫块组数、宽度及S弯处是否加楔形垫块对绕组轴向强度的影响;撑条组数、宽度对绕组辐向强度的影响。最后在ANSYS Workbench软件中,采用“电磁场-结构场”耦合的方法研究了单次短路冲击下绕组所受应力、形变的分布及绕组耐受短路冲击的情况,同时研究了多次短路冲击下绕组形变规律,并采用B-R准则判断了多次短路冲击后绕组及其支撑结构的稳定性。
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