大型電力變壓器是輸配電網(wǎng)中的重要設備,保證其安全可靠是智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定運行的關鍵之一。電力變壓器故障率逐年提高的主要原因是,隨著電力系統(tǒng)容量增長,變壓器繞組已無法承受相應增大的故障沖擊載荷。為了解決電力變壓器繞組強度不足的現(xiàn)實問題,本文在前期國家自然科學基金項目“短時間隔多次短路沖擊條件下的大型變壓器繞組強度與穩(wěn)定性研究”工作基礎上進行拓展,研究多次沖擊工況下變壓器繞組強度損壞的累積效應機理,旨在完善變壓器繞組強度理論,對提高電力變壓器抗故障沖擊能力具有重要意義。本文主要的研究內容分為五個部分:研究多次沖擊工況下變壓器的電磁特性和故障沖擊電流的計算方法。首先,為了理清變壓器繞組的多次沖擊損壞成因,通過建立故障過程中變壓器鐵心暫態(tài)磁通的仿真計算模型,分析并列舉產(chǎn)生繞組多次沖擊損壞的工況類型。然后,針對產(chǎn)生繞組沖擊載荷的重要因素——故障電流展開探討,研究多次沖擊工況下勵磁參數(shù)對故障電流的影響規(guī)律,描述多次沖擊工況下故障電流產(chǎn)生過程中變壓器電磁特性的作用機理。在前述理論研究的基礎上,研究多次短路工況下變壓器故障沖擊電流的精確計算方法,最后,基于前述計算方法,通過實際變壓器產(chǎn)品算例,定量分析并確定造成變壓器繞組多次沖擊損壞的主要電磁因素。研究多次沖擊工況下變壓器漏磁場和沖擊載荷的分布特性。不同于以往研究,將計及渦流區(qū)的數(shù)值計算方法引入變壓器繞組強度問題研究,假設并驗證多次沖擊工況下三相變壓器繞組漏磁場分布存在的相間影響。通過建立變壓器三維有限元模型,采用前述磁場計算方法定量分析了漏磁通密度在繞組不同區(qū)域的分布特性。列舉變壓器短路強度國家標準中規(guī)定的評估應力,建立相應的解析計算模型,結合實際變壓器產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù),對比分析并確定造成變壓器繞組塑性變形的主要應力類型。建立變壓器繞組強度的彈塑性計算模型。針對多次沖擊工況下變壓器繞組累積效應研究中的力學問題展開探討,設計變壓器繞組累積效應的階段研究模式。在該模式下,基于多次沖擊工況下變壓器繞組漏磁場與沖擊載荷的分布特性,建立彈塑性變形階段的繞組強度數(shù)值計算模型。研究變壓器繞組承受沖擊載荷產(chǎn)生位移的主要結構因素。通過較為全面的繞組線規(guī)算例,分析結構參數(shù)對變壓器繞組受力變形的影響規(guī)律,初步建立適用于工程的變壓器繞組彈塑性形變解析計算模型。研究多次沖擊工況下變壓器繞組強度的累積效應。首先,在變壓器繞組累積效應階段研究模式下,建立回彈階段的繞組強度數(shù)值計算模型。結合彈塑性形變、回彈階段計算模型,定量分析結構參數(shù)和沖擊載荷對繞組殘余形變的影響規(guī)律。然后,針對沖擊次數(shù)對變壓器繞組強度影響規(guī)律研究這一難點問題,建立等效殘余形變的變壓器繞組殘余應力數(shù)值計算模型,結合實際變壓器產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù),仿真計算并分析了多次沖擊工況下變壓器繞組累積效應的變化規(guī)律。設計試驗并驗證多次沖擊工況下變壓器繞組累積效應的理論研究。為了模擬變壓器繞組的多次沖擊工況,設計相應接線、沖擊電流的加載方案和漏磁、應力測量傳感器的布置方案。對比測量數(shù)據(jù)與計算結果驗證多次沖擊工況下變壓器繞組累積效應的理論研究,并修正相應的計算模型。
【學位單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM41
【部分圖文】：

圖 1.2 變壓器繞組強度損壞Fig. 1.2 Transformer winding strength damages網(wǎng)已經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展開始進入維護期，有效的評估多次短力的需求愈發(fā)明顯。國家標準 GB1094.5-2008 和 IEC 標準 IEC6

圖 2.2 變壓器勵磁涌流波形Fig. 2.2 Inrush current wave of transformers1t t、 i 0時，可推得：s r1mcos( ) cosB Bt AB （

第 2 章 變壓器多次沖擊工況下的勵磁特性與電流o 90時不同剩余磁通所對應的勵磁涌流及短路電le of inrush current and short circuit current at different 合閘角下的二次短路電流和空載合閘勵磁涌流~圖 2.12 所示。22.53閘角 剩余磁通 0m 0.2 0.4穩(wěn)態(tài)短路電流峰值比 0.22 0.28 0穩(wěn)態(tài)短路電流峰值比 1 1.03 1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李偉東;;變壓器的經(jīng)濟運行[J];新疆化工;2009年03期

2 段次yN;田甜;葉超凡;;電力變壓器繞組錯誤接線的診斷與分析[J];科學技術創(chuàng)新;2019年03期

3 范哲;李錫;;變壓器的常見故障及原因分析[J];黑龍江科學;2018年18期

4 徐輝;于虹;錢國超;付磊;劉冠辰;盧中西;;變壓器繞組振動特性仿真研究[J];云南電力技術;2016年05期

5 劉波;;變壓器繞組松動機械特性的相關分析[J];機械管理開發(fā);2017年06期

6 王萬超;李巖;;多次短路沖擊下變壓器繞組軸向模態(tài)分析[J];變壓器;2017年06期

7 鄧小明;鄧小文;王豐華;塔娜;饒柱石;;電力變壓器繞組軸向模態(tài)特性試驗研究[J];廣東電力;2017年07期

8 甘露;;關于電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的探討[J];低碳世界;2017年28期

9 王志勇;劉國義;;淺談變壓器繞組技術[J];山西農(nóng)經(jīng);2015年09期

10 徐輝;于虹;錢國超;付磊;劉冠辰;盧中西;王璋奇;;變壓器繞組振動特性仿真研究[J];云南電力技術;2015年06期

相關會議論文 前10條

1 徐輝;于虹;錢國超;付磊;劉冠辰;盧中西;;基于ANSYS的變壓器繞組振動特性仿真研究[A];2015年云南電力技術論壇論文集（下冊）[C];2015年

2 李孟勵;陳偉根;彭姝迪;梁亞峰;;基于熱電類比的變壓器繞組熱點溫度計算仿真模型[A];重慶市電機工程學會2010年學術會議論文集[C];2010年

3 何彪;;變壓器繞組徑向幾何電容量變化與繞組的狀態(tài)研究[A];2012年云南電力技術論壇論文集[C];2012年

4 何彪;;變壓器繞組徑向幾何電容量變化與繞組的狀態(tài)研究[A];2012年云南電力技術論壇論文集（文摘部分）[C];2012年

5 桂順生;金之儉;王豐華;;軸向預緊力對變壓器繞組固有頻率的影響[A];08全國電工測試技術學術交流會論文集[C];2008年

6 王萬超;李巖;;多次短路工況下變壓器繞組輻向穩(wěn)定性計算[A];第十三屆沈陽科學學術年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

7 梁亞峰;陳偉根;蘇小平;李孟勵;;基于數(shù)值模擬的變壓器繞組溫度分布計算方法[A];重慶市電機工程學會2010年學術會議論文集[C];2010年

8 劉群興;;變壓器繞組熱阻-時間特性的動態(tài)同步測試[A];中國電子學會可靠性分會第十四屆學術年會論文選[C];2008年

9 呂杰;李明璞;郭姚超;;變壓器繞組中的波過程及防雷保護研究[A];第十八屆全國青年通信學術年會論文集（下冊）[C];2013年

10 聶鑫鵬;張萍;汪友華;張海蛟;;高頻變壓器繞組模型的降階算法研究[A];2009中國控制與決策會議論文集（3）[C];2009年

相關重要報紙文章 前4條

1 江西 尹石蓀;變壓器繞組的并聯(lián)[N];電子報;2011年

2 ;用于電感、變壓器繞組的覆膜銅片[N];中國有色金屬報;2003年

3 山東 王錫濤;15分鐘，爭速搶救UPS[N];電腦報;2004年

4 王憲才 趙勇;新式安裝法 安全又高效[N];國家電網(wǎng)報;2014年

相關博士學位論文 前8條

1 王歡;大型變壓器多次短路工況下的電磁特性與繞組累積效應研究[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

2 謝坡岸;振動分析法在電力變壓器繞組狀態(tài)監(jiān)測中的應用研究[D];上海交通大學;2008年

3 張博;多次短路沖擊條件下的大型變壓器繞組強度與穩(wěn)定性研究[D];沈陽工業(yè)大學;2016年

4 蘇小平;油浸式變壓器繞組熱點溫度計算模型及預測方法研究[D];重慶大學;2012年

5 許中榮;變壓器繞組固體絕緣中微氣泡放電機理與壽命分析[D];重慶大學;2010年

6 張彬;電力變壓器繞組機械狀態(tài)多信息診斷方法研究[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

7 孫昕;短路與重合閘工況下大容量電力變壓器繞組強度研究[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

8 韓芳旭;基于流固耦合方法的電力變壓器電磁振動與噪聲問題研究[D];沈陽工業(yè)大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 屈靖江;基于變壓器二次側吸收電路的DCDC變換器研究[D];北方工業(yè)大學;2019年

2 杜劍;基于累積效應電力變壓器繞組動穩(wěn)定性分析研究[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

3 史棟杰;集成濾波繞組對變壓器繞組振動模態(tài)及磁特性的影響研究[D];湖南大學;2018年

4 孫亞飛;基于軟開關反激變壓器的電池均衡技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2018年

5 羅超;基于軌跡靈敏度的變壓器繞組電容參數(shù)對波過程影響研究[D];華北電力大學;2018年

6 苑翼飛;油浸式變壓器繞組外包絕緣紙的熱阻特性研究[D];昆明理工大學;2018年

7 張鈺;電力變壓器繞組熱點溫升的分析與驗證[D];河北工業(yè)大學;2016年

8 聶強;一種變壓器繞組故障智能在線監(jiān)測方法及軟件仿真[D];湖南大學;2014年

9 蔣蘇桂;新型換流變壓器繞組振動研究[D];湖南大學;2014年

10 張春紅;SFSZ11-180000/220電力變壓器繞組波過程仿真與軟件分析[D];湖南大學;2014年

本文編號：2810022