非晶合金配电变压器抗短路能力的研究

• 作 者: 许呈盛
• 出 处: 广东工业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 非晶合金 配电变压器 辐向优化 抗短路

随着全球能源供应紧缺问题的出现,节能型经济社会制度的普及,具备良好节能特性的非晶合金配电变压器近年来大量投入到电网运行中,成为了电力系统中不可或缺的一部分,但是由于其抗短路能力差,导致了变压器事故频频发生,影响电网的正常运行,因此对于非晶合金配变的抗短路能力进行研究和分析势在必行。首先,本文汇总了近几年非晶合金配变在突发短路试验中的试验情况,分析了非晶合金配变因抗短路能力不足引起的故障模式,对比了非晶合金配变与硅钢配变在材料特性、物理特性和结构上的差异。针对原有的圆形绕组短路阻抗计算方法不适用于非晶合金配变矩形绕组结构的情况,提出基于“磁路法”的短路阻抗计算方法,并与现有的“能量法”进行对比分析,便于求解得到更加精确的短路电流,从而得到更可靠的抗短路能力分析结果。其次,在辐向稳定性分析上,利用ANSYS仿真软件建立简化后的非晶合金配变压三维实体模型,再进行“磁-结构”多物理场耦合计算,得到绕组的漏磁场分布和绕组应力分布规律。由于矩形绕组结构的应力分布不均匀,绕组圆角处受到的应力大于两直边,因此本文提出辐向应力优化模型,通过优化圆角处的应力使绕组各区域受力更加均匀,然后再将优化后的结果与未优化的变压器进行对比分析和验证。最后,在轴向稳定性分析上,将绕组与垫块视为弹簧-质量系统,由于小型配电变压器结构特别,绕组间没有线饼,其结构不同于具有很多层线饼的大型电力变压器,因此,对该质量-弹簧系统进行了简化并且建立非晶合金配变三维模型,再利用ANSYS软件仿真求解固有频率,研究固有频率与预压紧力的关系,防止产生共振现象,避免因“共振”现象对变压器带来更大的破坏。