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电力变压器绕组短路电动力的计算

作　者: 焦立阳
导　师: 白保东
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 变压器绕组漏磁场短路力短路强度
分类号: TM41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 180次
引　用: 2次
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内容摘要

本文以一台三相五柱式电力变压器为例,对该变压器发生单相短路时的漏磁场、短路电动力和绕组短路强度等问题进行计算和分析。取得了一些具有理论意义与工程实际价值的成果,为提高变压器绕组的抗短路能力提供了参考依据。本文首先介绍了大型电力变压器绕组短路强度计算的意义和目的,论述了变压器漏磁场、短路电动力以及绕组短路强度等问题的国内外研究概况,并对本文所要进行的主要工作做了介绍。在漏磁场计算方面,考虑了铁心硅钢片的饱和影响以及短路电流的非正弦化,利用有限元方法对变压器分别在最大分接、额定分接和最小分接三种运行条件下的轴对称瞬态电磁场进行计算和分析,得到了各个线饼单元的轴向磁密分布和辐向磁密分布,并分析了调压绕组加入对磁场分布的影响。在电动力计算方面,短路电流和漏磁场相互作用而产生的短路力实际上是动态力,利用洛仑兹力公式,本文对变压器在不同分接运行时各线饼所受的瞬态短路电动力进行了计算,得到了各线饼单元的轴向短路力分布和辐向短路力的分布,并分析了不平衡安匝对短路力分布的影响。在绕组短路强度计算方面,本文以两个垫块之间的一段导体圆环作为研究对象,对变压器在不同分接运行时线饼的静态辐向应力进行了计算,并对内绕组线饼的辐向机械稳定性进行了校核。短路强度计算结果表明,该变压器具有足够的短路强度。本文所采用的方法,可用于计算各电压等级、容量和多种结构的大型变压器在短路事故下的二维瞬态轴对称场、短路力和短路强度等问题。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-19
  1.1 课题的背景和意义  10-11
  1.2 课题的国内外研究现状  11-16
    1.2.1 变压器漏磁场和绕组电动力的研究现状  11-14
    1.2.2 变压器绕组短路强度的研究现状  14-16
  1.3 本课题的主要工作  16-19
第二章电磁场理论及ANSYS软件有限元法的介绍  19-30
  2.1 电磁场基本理论  19-22
    2.1.1 麦克斯韦方程组  19-21
    2.1.2 电磁场中常见的边界条件  21
    2.1.3 一般形式的电磁场微分方程  21-22
  2.2 ANSYS软件的介绍  22-25
    2.2.1 概述  22-23
    2.2.2 ANSYS软件在电磁场中的应用  23-24
    2.2.3 ANSYS磁场分析的步骤  24-25
  2.3 有限元法的介绍  25-30
    2.3.1 有限元方法概述  25-26
    2.3.2 有限元方法的特点  26-27
    2.3.3 有限元法的求解步骤  27-28
    2.3.4 有限元网格剖分应注意的方面  28-30
第三章变压器二维磁场的计算  30-45
  3.1 引言  30
  3.2 三相五柱式变压器的结构和主要参数  30-32
  3.3 变压器瞬态磁场的计算方法  32-33
  3.4 二维磁场仿真与结果分析  33-44
    3.4.1 t=0.01s时磁场计算结果  35-40
    3.4.2 不同时刻磁场计算结果  40-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章变压器绕组短路电动力的计算与分析  45-55
  4.1 引言  45
  4.2 突发短路电流的计算  45-48
  4.3 短路电动力计算  48-50
    4.3.1 辐向短路力计算  49
    4.3.2 轴向短路力计算  49-50
  4.4 短路力的仿真结果与分析  50-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章变压器绕组辐向短路强度计算  55-61
  5.1 引言  55
  5.2 变压器产生辐向失稳的主要原因  55-56
  5.3 内绕组压应力与平均临界载荷的计算  56-57
  5.4 变压器绕组辐向短路强度计算结果  57-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章结论  61-63
参考文献  63-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

电力变压器绕组短路电动力的计算

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