大型电力变压器绕组的短路强度问题.pdf

大型电力变压器绕组的短路强度问题 梁振光 !，唐任远 （!#山东大学，山东 济南!#$%；!? 745 ;66875 ;A =A5B5A5A7 CD.E8G586 ;85 =A789:52 345 B8H5G6 =A 56=FA ;85 B8565A752 012 34-5+：!#$%0-?A4B针对变压器的整体结构特 点， 在质量弹簧系统的基础上， 将夹件和横梁作为 弹性体考虑， 建立了多相绕组的轴向振动模型#+!%， 较 好地考虑了绕组的夹紧机构的影响。在考虑垫块材 料非线性的同时， 考虑垫块在油中的特性， 应用了 粘弹性模型， 即突加压力载荷， 油被加压而外流， 受 阻尼作用， 压力由动态刚度承担； 当压力减小时载 荷则由静刚度承担。徐健学等也从理论上分析了油 浸绝缘材料的机械特性#+%， 并通过试验研究进行验 证。沈阳变压器厂对此也进行了大量研究， 确定垫 块的材料系数， 并通过计算得到， 当绕组电动力过 第一个峰值后， 由于反弹而使部分垫块处于自由状 态， 垫块不再受压力， 此时危险性极大。 （） 由于绕组受力沿周向分布并不均匀，,-C/13 建立了二维模型#+$%， 线饼在铁窗内外电磁力的差别 和由绕组轴向振动位移所造成的电磁力的变化， 即 将绕组的一个线饼用两个质量单元表示（窗内、 窗 外各一点） ， 两单元之间由轴向弯曲弹簧连接。但这 与实际绕组的电磁力的位移仍有一定差距。 （$） 陈振茂等人则通过将线饼轴向位移在周向 进行傅氏级数展开， 并用分离变量法， 推导多维动 力学方程#+1?92等人采用有限元法来分析 径向稳定性， 建立非线性数学模型， 将绕组看作受 内部支撑的多跨模型进行研究),A+， 将内部支撑看作 边界条件 （叠片铁心支撑很硬， 仅有绝缘纸筒则支 撑不够） ， 用增量法进行求解， 并分析了个别支撑失 效对绕组稳定性的影响。沈阳变压器厂的专家也进 行了计算)!B+， 分析结果表明个别支撑刚度不够会引 起失稳极限下降， 但当逐步提高此处的支撑刚度时 失稳载荷也将逐步提高， 当达到一定值时将不再失 稳； 铁心支撑仅在失稳前起作用， 而不是失稳后； 增 加撑条， 仔细选择间隔有助于提高强度； 内外都约 束住比只约束内部强度高。 !提高绕组抗短路能力的技术措施 变压器绕组的抗短路能力受多种因素的影 响),!+， 如材料 （包括导体和绝缘材料） 特性、 绕组的 安匝分布、 绕组间相对位置、 绕组的支撑、 轴向夹紧 等。绕组的抗短路能力， 在很大程度上还受制造工 艺因素的影响。良好的设计， 还需要相应的工艺措 施来保证，各生产厂必须选择适合自己的控制方 式。通常， 可从设计、 工艺等方面采取如下措施),C,D+： （!） 材料的控制： 绝缘垫块预密化处理 （预压静 压强!AEF或动压强7AEF） ；绝缘材料倒角处理 绕紧。 （,） 绕组制造的控制： 平衡安匝分布； 不给制造 裕度； 绕制绕组时导线张紧， 使辐向和轴向紧密。 （.） 绕组制造后处理的控制： 轴向夹紧 （控制预 紧力!AEF） ； 恒压干燥!AEF； 浸油。 （7） 最后铁心和绕组的装配控制： 绕组磁中心 控制； 内绕组撑紧 （铁心和内绕组间不留间隙） ； 绕 组支撑和夹紧； 绕组整体套装； 避免高低压绕组共 用压板； 采用整体压板； 改进铁轭夹件结构； 最后干 燥和浸油。 结束语 对变压器的短路强度问题， 国内外都进行了大 量的研究， 并已取得了众多成果。但变压器绕组的 短路强度问题非常复杂， 受多种因素的影响且各种 因素又相互制约， 所建立起的各种模型都还存在一 定的局限性。而且设计、 计算无法单独解决问题， 需 要模型试验、 产品试验相配合、 验证， 需要工艺措施 来保证达到设计要求。今后， 还需要进一步加强对 分析模型、 材料特性、 工艺技术的研究。 参考文献： )!+金文龙G陈建华G李光范G等#全国!A=H及以上等级电力 变压器短路损坏事故统计分析)I+#电网技术G!666G,.JBKL ,!M,D# ),+陈阆琪#变压器线圈短路强度计算综述)I+#变压器G !6*7G,!JDKL!M!6# ).+ENO529N :43154 1T 95V95U4 5V: 401:.*8$,$,0 E/(-,.0 HM4 F!4GN%1.= O PQ2$(?E0(,=./2 a* P(0.$. 2_ (A/% $#$大容量调相变压器。产品通过了专家鉴定， 并已 离港发往美国。 该变压器的电源侧和负载侧的电压是相等的， 但这两侧 的相角差在一定范围是连续可调的， 通过相角调节可以控制 并联电力系统各并联支路的电流， 从而解决由于并联传输电 路引起的过电流问题， 使得电力系统的运行稳定而高效。 该变压器结构非常特殊， 其由串联变压器和励磁变压器两 部分组成。这两部分装在两个独立的铁心上， 并分别装在两个 独立的变压器油箱中， 中间有一个过渡盒， 高低压引线从过渡 盒中穿过， 将串变和励变连接起来。对于励磁变压器， 每相是由 内高压、 外高压以及调压绕组组成。串联变压器每相是由一个 中间带引出头的高压绕组及低压绕组组成。串联变压器的高压 绕组中间引出头连接到励磁变压器的高压绕组的首端。串联变 压器的低压绕组首末端连接到励磁变压器的调压绕组上。 （陈伟文李文） ! 万方数据