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(nèi)繞組結(jié)構(gòu)。根據(jù)平衡繞組運行特點，計算流經(jīng)平衡繞組中的非對稱短路沖擊電流，進而計算平均漏磁分布及導(dǎo)線應(yīng)力分布，通過環(huán)向應(yīng)力與失穩(wěn)應(yīng)力的關(guān)系對比對平衡繞組抗短路能力進行判斷，理論基礎(chǔ)為國際大電網(wǎng)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(shù)規(guī)范。本發(fā)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(wěn)計算的復(fù)雜性，又保證了計算的精度，校核結(jié)果直觀準確，更加切合生產(chǎn)實際，使校核結(jié)果更具指導(dǎo)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力變壓器平衡繞組的領(lǐng)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(shù)】
[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于系統(tǒng)嚴重不平衡所 產(chǎn)生的最大循環(huán)電流，此最大循環(huán)電流值發(fā)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(jù)各類非對稱短路工況計算出最大循環(huán)電流值。變壓器正常運行 時平衡繞組內(nèi)電流非常小，可忽略銅導(dǎo)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(shè)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(dǎo)線的渦流損耗及溫升，單 根導(dǎo)線的環(huán)向尺寸（自粘換位導(dǎo)線時按自粘后總幅向考慮）遠超過高中壓線圈單根導(dǎo)線幅 向尺寸，根據(jù)分析，其軸向穩(wěn)定性能力較好，分析抗短路能力時，可只針對其幅向失穩(wěn)進行 判斷。
[0004] 目前，GB1094. 5-2008技術(shù)規(guī)范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(fā)短路試驗也是取三相對稱短路電流，并分步單相完成，難以對只流通零序電 流的平衡繞組進行考核。


【發(fā)明內(nèi)容】

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

【權(quán)利要求】
1. 一種電力變壓器平衡繞組抗短路能力分析方法，其特征在于，包括以下步驟： S100 :計算變壓器各側(cè)非對稱短路工況下平衡繞組內(nèi)的短路沖擊電流I，取最大短路 沖擊電流值; S200 :利用最大短路沖擊電流計算平衡繞組的平均軸向漏磁Bpj ; S300 :利用最大短路沖擊電流、平均軸向漏磁1.及平衡繞組電氣與機械性能參數(shù) 計算平衡繞組的環(huán)向應(yīng)力; S400 :對平衡繞組的環(huán)向應(yīng)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(dǎo)線的切線彈性模量，k-平衡繞組導(dǎo)線等值厚度的制造系數(shù)，b-平 衡繞組導(dǎo)線環(huán)向厚度，D-平衡繞組平均直徑，N-平衡繞組環(huán)向的等效支撐數(shù)； 當所述平衡繞組進行環(huán)向應(yīng)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(shè)計，所述"強制翹曲"為相鄰兩支撐 件之間的跨度內(nèi)的導(dǎo)線向內(nèi)過度彎曲的破壞形式；滿足判斷公式要求后轉(zhuǎn)至步驟S500 ; S500 :根據(jù)GB1094. 5-2008附錄A技術(shù)規(guī)范對平衡繞組進行環(huán)向應(yīng)力判斷； 常規(guī)導(dǎo)線和非自粘性連續(xù)換位導(dǎo)線的連續(xù)式繞組、螺旋式繞組及多層繞組上的環(huán)形應(yīng) 力判斷如下式所示： ^ ()-35 ? ; 式中：1^.2為導(dǎo)線的屈服應(yīng)力值； 自粘性連續(xù)換位導(dǎo)線的環(huán)向應(yīng)力判斷如下式所示： 當本步驟的計算結(jié)果不能滿足所述環(huán)向應(yīng)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(shè)計；所述"自由翹曲"為由于繞組幅 向穩(wěn)定性喪失而導(dǎo)致繞組周圍一處或幾處的導(dǎo)線幅向嚴重變形的破壞形式；在加強抗短路 設(shè)計后，重新按順序進行步驟S300至步驟S500計算，當計算結(jié)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(shè)計合格，結(jié)束計算。
2. 如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：優(yōu)選的，所述的平衡繞組為靠近鐵心的 內(nèi)繞組。
3. 如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：根據(jù)變壓器阻抗值及電網(wǎng)系統(tǒng)運行方 式計算所述的短路沖擊電流I。
4. 如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：根據(jù)變壓器阻抗及系統(tǒng)阻抗參數(shù)計算 流經(jīng)平衡繞組的所述最大短路沖擊電流值1_。
5. 如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述繞組電氣與機械性能參數(shù)包括電 抗高度、導(dǎo)線尺寸及繞組幅向尺寸。
6. 如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征在于：根據(jù)安匝平衡定律及安培環(huán)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】黎大健, 陳梁遠, 趙堅, 秦楷, 張磊, 蒲金雨 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院