針對變壓器三相不平衡運行所造成的繞組不平衡受力振動問題,研究變壓器在不同運行模-態(tài)下的繞組電流、內(nèi)部漏磁及振動特性�；陔姶旁斫⒆儔浩髂�-態(tài)分析狀態(tài)方程,通過電磁-機械耦合求解繞組振動加速度,在此基礎上構(gòu)建變壓器三維有限元仿真模型。仿真分析不同運行模-態(tài)下端口電流、磁密分布以及受力振動,研究變壓器電磁參數(shù)與繞組振動特性的變化及其對應關系。搭建動模實驗平臺,測量在不同條件下繞組電流及振動加速度。對變壓器不平衡運行的研究結(jié)果表明,20%不平衡度條件下,不平衡相繞組受力及振動加速度可增加1倍,三相繞組的不平衡振動加速度相差約2倍,嚴重危害變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 

【文章來源】：中國電機工程學報. 2020,40(14)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

0運行模式電流仿真結(jié)果-40.010.030.05t/sibic

Fig.43-Dsimulationmodeloftransformer2.1正常運行模式設置變壓器50%負載運行，負載電阻為25，仿真計算S0模式下原、副邊電流，結(jié)果如圖5所示。40-40.010.030.05t/si/AiAiBiCiaibic圖5S0運行模式電流仿真結(jié)果Fig.5CurrentsimulationresultsinS0operationmode變壓器工作于S0模式，接50%負載時，原邊繞組電流有效值為0.86A，副邊繞組電流為2.45A。以B相磁密最大時刻為例，分析變壓器內(nèi)部磁場環(huán)境，磁場分布如圖6所示。此時，各相鐵心主磁通均與其他兩相構(gòu)成閉合磁路，B相主磁通密度最大值為1.13T，A、C相鐵心主磁通分布對稱。B/mT0.26125.68251.11501.96752.811003.67376.53627.39878.241129.11圖6S0運行模式主磁通密度分布Fig.6MainfluxdensitydistributioninS0operationmode

魅?嗖黃膠庠誦腥譜檎穸?（C態(tài)特征4697AA1AAAaaBB1BBBbbCC1CCCccaa2aaAaAbb2bbBbBcc2ccCcCuirLiMiuirLiMiuirLiMiuirLiMiuirLiMiuirLiMi(5)式中MAa、MBb、MCc為各相繞組原副邊互感。1.2機械振動模型變壓器繞組電磁力包含軸向及徑向分量[9]，本文主要針對軸向電磁力作用下的繞組振動進行研究。在研究繞組機械振動過程時，可將其簡化為由彈性聯(lián)系的質(zhì)量塊所組成的機械系統(tǒng)[16-17]，繞組質(zhì)量彈簧阻尼系統(tǒng)如圖2所示。FyCKfFymmmmKKKeFyCCCFy墊塊彈簧器線圈阻尼器圖2繞組質(zhì)量彈簧阻尼系統(tǒng)Fig.2Mass-spring-dampersystemofwinding繞組線餅以剛體質(zhì)量塊m表示，其線圈阻尼以阻尼器的形式表征，阻尼系數(shù)為C，墊塊以剛度為K的受壓彈簧表征，首末端墊塊預緊力為Fy，建立繞組軸向機械振動動力學模型[18-19]，如式(6)所示。111()()[]()()nnfenmtCtKKKttgvsFG(6)式中：n為線餅數(shù)量；m為單個線餅質(zhì)量；C為阻尼系數(shù)；Kf、Ke分別為首、末端墊塊剛度系數(shù)；G為線餅總重力；g(t)、v(t)、s(t)分別為繞組節(jié)點加速度矢量(位移矢量二階導數(shù))、速度矢量(位移矢量一階導數(shù))、位移矢量。其中，C、Kf、Ke由變壓器結(jié)構(gòu)、材料及預緊力決定，目前的變壓器繞組線餅多采用絕緣油紙包裹的銅制導線，絕緣墊塊多由硫酸鹽紙漿壓制而成。研究表明，繞組線餅與絕緣墊塊均為非線性應力材料，其中繞組線餅與絕緣墊塊相比在剛度方面更難發(fā)生變化，?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于振蕩波的變壓器繞組故障診斷方法研究[J]. 吳振宇,周利軍,周祥宇,林桐,郭蕾,劉紅文,江俊飛.  中國電機工程學報. 2020(01)
[2]單相變壓器中部匝間短路電磁特性研究[J]. 潘超,陳祥,蔡國偉,石文鑫,衣雙園,蘇昊.  東北電力大學學報. 2019(05)
[3]基于應力–強度干涉模型的隨機應力下變壓器故障概率估算方法[J]. 程養(yǎng)春,白華穎,趙麗,郭紹偉.  中國電機工程學報. 2019(16)
[4]基于經(jīng)驗小波變換的變壓器繞組結(jié)構(gòu)衰退特征提取方法[J]. 洪凱星,章俊濤,許素安,黃海.  振動與沖擊. 2019(14)
[5]基于溫升特性的油浸式變壓器負荷能力評估模型[J]. 李元,劉寧,梁鈺,徐堯宇,林盾,穆海寶,張冠軍.  中國電機工程學報. 2018(22)
[6]電力變壓器繞組振動及傳播特性研究[J]. 張凡,汲勝昌,師愉航,陸偉鋒,黎大健,陳梁遠.  中國電機工程學報. 2018(09)
[7]一種基于多元統(tǒng)計分析的變壓器狀態(tài)評判方法[J]. 程宏波,倫利,康琛,劉明軍,辛建波,文福拴.  電網(wǎng)技術(shù). 2018(08)
[8]基于“磁–機械”耦合場理論的電力變壓器繞組振動特性研究[J]. 王豐華,段若晨,耿超,錢國超,盧勇.  中國電機工程學報. 2016(09)
[9]交直流混合模式下變壓器動態(tài)電感參數(shù)辨識方法[J]. 潘超,孟濤,王夢純,蔡國偉.  中國電機工程學報. 2015(24)
[10]基于參數(shù)辨識的變壓器繞組變形在線監(jiān)測方法[J]. 鄧祥力,熊小伏,高亮,符楊,陳亞杰.  中國電機工程學報. 2014(28)



本文編號：3273447