[發明專利]一種變壓器繞組短路沖擊位移與振動加速度的計算方法在審

申請號：	201510573625.1	申請日：	2015-09-10
公開（公告）號：	CN105224724A	公開（公告）日：	2016-01-06
發明（設計）人：	錢國超;于虹;顏冰;鄒德旭;劉紅文;汲勝昌;張凡	申請（專利權）人：	云南電網有限責任公司電力科學研究院;西安交通大學
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50
代理公司：	昆明大百科專利事務所 53106	代理人：	何健
地址：	650217 云南省昆***	國省代碼：	云南;53
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種變壓器繞組短路沖擊位移振動加速度計算方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于電力變壓器仿真的技術領域，涉及一種變壓器突發外部短路故障下繞組的位移與加速度的計算方法。

背景技術

電力變壓器時電力系統中十分重要和昂貴的設備之一。它的運行狀況不僅影響其本身的安全，而且影響著整個電力系統運行的穩定性和可靠性。長期以來，電力變壓器的安全、可靠運行一直受到電力運行和管理部門的普遍重視，這也是系統安全、穩定和經濟運行的重要指標。隨著國民經濟的快速發展，人們對電的需求越來越大，電力變壓器所發揮的作用也日益重要，并且朝著電壓等級和容量更大的方向發展。

變壓器的繞組在其發生短路故障時將受到巨大的短路力作用,繞組在此力作用下會很容易發生變形、垮塌等損壞。由于大型變壓器的成本過高,因此絕大部分都不進行短路試驗。人們最早開始研究繞組短路強度是從靜態考慮的,許多國家的學者對此作了大量的研究,其中日本學者構造出了一種新的強度理論模型,這種模型是以塑性理論為依據的,并在進行了多次試驗的基礎上,給出了公式的經驗系數。繞組的靜態研究是把線圈考慮成靜止的、整體的,沒有考慮到繞組受力發生運動后會影響繞組電動力的分布。變壓器在實際運行中發生短路故障時,繞組在短路力的作用下將會發生形變和位移,這將會改變變壓器中磁場的分布情況,進而導致短路電動力的變化,因此只有將短路過程考慮為動態過程,才能與實際情況相吻合。因此,人們開始將短路的動態研究當做重點來進行。動態問題包括軸向動態短路強度問題和幅向動態短路強度問題,且一般認為它們之間是相互獨立的。在軸向動態短路強度分析時,通常用一個具有分布質量的彈賛來替代繞組,并求解軸向電動力作用到此模型系統上的結果。在幅向動態短路強度分析時,通常將其看成兩端支撐的梁,然后對其穩定性進行分析。因此，通過有限元方法對變壓器突發外部故障時繞組的動態響應，如位移、加速度進行分析，進而研究變壓器繞組的短路強度問題是十分必要且有意義的。

發明內容

本發明的主要目的在于：針對傳統的對于電力變壓器繞組動穩定性研究的解析法、試驗法以及二維數值解法的缺點和不足，采用三維有限元分析技術對短路沖擊電流下的繞組的動態位移和加速度進行更為精確的計算，能夠為變壓器的短路動態穩定性研究和抗短路水平研究提供參考。該方法主要包括以下步驟：

1.根據變壓器繞組和鐵芯的實際尺寸建立只包含單相鐵芯柱和繞組的二維的有限元模型和含線餅、墊塊、壓板的變壓器繞組模型；

2.設置線圈截面、電流方向以及匝數，高低壓繞組的電流方向相反；

3.根據電力變壓器外部發生短路故障時的短路電流或者短路錄波信息對設置的繞組進行激勵；

4.計算變壓器發生外部突發短路時繞組的受力大小和分布；

5.在ANYSYworkbench中創建動態結構分析模塊(Transientstructure)并將三維繞組模型導入到模塊中；

6.根據線餅的材料屬性對模型中的各個部件進行設置；

7.對突發短路故障下的繞組的動態位移和加速度進行求解，并輸出各時刻的位移和加速度的云圖。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

附圖1為本發明提供的變壓器仿真模型剖視圖；