一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法

2023-09-12 10:21:10

一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法
【專利摘要】一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法，所述分析方法針對帶平衡繞組且此繞組為靠近鐵心的內繞組結構。根據平衡繞組運行特點，計算流經平衡繞組中的非對稱短路衝擊電流，進而計算平均漏磁分布及導線應力分布，通過環向應力與失穩應力的關係對比對平衡繞組抗短路能力進行判斷，理論基礎為國際大電網會議報告CIGRE209論文「電力變壓器短路特性」所提概念與GR1094.5-2008技術規範。本發明可對各電壓等級電力變壓器平衡繞組的抗短路能力進行分析，既避免了軸向失穩計算的複雜性，又保證了計算的精度，校核結果直觀準確，更加切合生產實際，使校核結果更具指導性和針對性。
【專利說明】一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力變壓器平衡繞組的領域，特別涉及一種電力變壓器平衡繞組抗短 路能力分析方法。

【背景技術】
[0002] 電力變壓器平衡繞組容量的選擇主要考慮其必須能承受由於系統嚴重不平衡所 產生的最大循環電流，此最大循環電流值發生在變壓器非對稱短路時，故平衡繞組的抗短 路分析與研究必須首先根據各類非對稱短路工況計算出最大循環電流值。變壓器正常運行 時平衡繞組內電流非常小，可忽略銅導線的渦流損耗及溫升的特點，這也決定了平衡繞組 的抗短路設計與抗短路分析方法具有特殊性。
[0003] 如前所述，平衡繞組正常運行時電流非常小，可忽略銅導線的渦流損耗及溫升，單 根導線的環向尺寸（自粘換位導線時按自粘後總幅向考慮）遠超過高中壓線圈單根導線幅 向尺寸，根據分析，其軸向穩定性能力較好，分析抗短路能力時，可只針對其幅向失穩進行 判斷。
[0004] 目前，GB1094. 5-2008技術規範對變壓器抗短路能力校核的方法以三相對稱短路 計算為主，突發短路試驗也是取三相對稱短路電流，並分步單相完成，難以對只流通零序電 流的平衡繞組進行考核。


【發明內容】

[0005] 本發明針對上述平衡繞組自身設計特點與其抗短路能力分析的特殊性，本發明公 開了一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法，其特徵在於，包括以下步驟：
[0006] S100 :計算變壓器各側非對稱短路工況下平衡繞組內的短路衝擊電流I，取最大 短路衝擊電流值;
[0007] S200 :利用最大短路衝擊電流計算平衡繞組的平均軸向漏磁Bpj ;
[0008] S300 :利用最大短路衝擊電流、平均軸向漏磁Bpj及平衡繞組電氣與機械性能 參數計算平衡繞組的環向應力;
[0009] S400 :對平衡繞組的環向應力進行判斷，判斷公式如下所示：
[0010]

【權利要求】
1. 一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法，其特徵在於，包括以下步驟： S100 :計算變壓器各側非對稱短路工況下平衡繞組內的短路衝擊電流I，取最大短路 衝擊電流值; S200 :利用最大短路衝擊電流計算平衡繞組的平均軸向漏磁Bpj ; S300 :利用最大短路衝擊電流、平均軸向漏磁1.及平衡繞組電氣與機械性能參數 計算平衡繞組的環向應力; S400 :對平衡繞組的環向應力<_進行判斷，判斷公式如下所示： 〇；；,,,, <￡/-(^:?)2.￥2/(12D2) 式中：Et-平衡繞組導線的切線彈性模量，k-平衡繞組導線等值厚度的製造係數，b-平 衡繞組導線環向厚度，D-平衡繞組平均直徑，N-平衡繞組環向的等效支撐數； 當所述平衡繞組進行環向應力不能滿足本步驟的判斷要求時，說明"強制翹曲"方面抗 短路能力不合格，需加強所述變壓器平衡繞組抗短路設計，所述"強制翹曲"為相鄰兩支撐 件之間的跨度內的導線向內過度彎曲的破壞形式；滿足判斷公式要求後轉至步驟S500 ; S500 :根據GB1094. 5-2008附錄A技術規範對平衡繞組進行環向應力判斷； 常規導線和非自粘性連續換位導線的連續式繞組、螺旋式繞組及多層繞組上的環形應 力判斷如下式所示： ^ -35 ? ; 式中：1^.2為導線的屈服應力值； 自粘性連續換位導線的環向應力判斷如下式所示： 當本步驟的計算結果不能滿足所述環向應力的判斷要求時，說明"自由翹曲"方面抗短 路能力不合格，需要加強所述變壓器平衡繞組抗短路設計；所述"自由翹曲"為由於繞組幅 向穩定性喪失而導致繞組周圍一處或幾處的導線幅向嚴重變形的破壞形式；在加強抗短路 設計後，重新按順序進行步驟S300至步驟S500計算，當計算結果滿足步驟S400和S500的 判斷公式要求時，說明所述變壓器平衡繞組抗短路設計合格，結束計算。
2. 如權利要求1所述的分析方法，其特徵在於：優選的，所述的平衡繞組為靠近鐵心的 內繞組。
3. 如權利要求1所述的分析方法，其特徵在於：根據變壓器阻抗值及電網系統運行方 式計算所述的短路衝擊電流I。
4. 如權利要求1所述的分析方法，其特徵在於：根據變壓器阻抗及系統阻抗參數計算 流經平衡繞組的所述最大短路衝擊電流值1_。
5. 如權利要求1所述的分析方法，其特徵在於：所述繞組電氣與機械性能參數包括電 抗高度、導線尺寸及繞組幅向尺寸。
6. 如權利要求2所述的分析方法，其特徵在於：根據安匝平衡定律及安培環路定理計 算所述的平衡繞組的平均軸向漏磁強度Bpj。
【文檔編號】G01R31/06GK104280662SQ201410541429
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】黎大健, 陳梁遠, 趙堅, 秦楷, 張磊, 蒲金雨 申請人:廣西電網公司電力科學研究院