大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

doi:10.13438/j.cnki.jdzk.2018.06.007

吉首大学学报（自然科学版）

大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

牛一博，荣佳星，刘文里，覃佳奇，谢佳琦

(1.吉首大学信息科学与工程学院，湖南吉首 416000；2.国网佳木斯供电公司，黑龙江佳木斯 154000；3.哈尔滨理工大学工程电介质及其应用技术教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨 150080;4.哈尔滨理工大学黑龙江省电介质工程重点实验室，黑龙江哈尔滨 150080)

出版日期:2018-11-25 发布日期:2018-12-21
作者简介:牛一博(1990—)，男，黑龙江肇东人，吉首大学信息科学与工程学院助教，硕士，主要从事变压器的短路状态分析研究.
基金资助:
湖南省教育厅科学研究项目（17C1298）；吉首大学校级科研课题资助项目（JD17006）；2016年吉首大学大学生研究性学习和创新性实验计划项目

Axial Vibration Stability Assessment for Large Converter Transformer Windings

NIU Yibo，RONG Jiaxing,LIU Wenli,QIN Jiaqi,XIE Jiaqi

(1.College of Information Science and Engineering,Jishou University,Jishou 416000，Hunan China;2.Jiamusi Power Supply Company of State Grid,Jiamusi 154000,Heilongjiang China;3.Key Laboratory of Engineering Dielectric and Its Application,Ministry of Education,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080,China;4.Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Dielectric Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080,China)

Online:2018-11-25 Published:2018-12-21

摘要/Abstract

摘要：

依据电磁学和力学基本原理，针对一台405 MVA/500 kV换流变压器，利用MagNet仿真软件，建立了最小分接短路工况下考虑局部不平衡安匝和调压绕组的三维对称有限元模型，并通过短路阻抗的仿真实验验证了谐波分析法和模型的准确性，计算出网侧绕组受到的轴向短路电动力.利用ANSYS软件建立“弹簧-质量-阻尼”模型进行模态分析，阐述了多载荷施加点、多自由度的变化振动系统中，线饼单元所受惯性力和弹性力的作用规律，讨论了网侧绕组上惯性力和弹性力的分布情况，以及这2种力对于轴向振动稳定性的影响.最后运用傅里叶变换对弹性力进行频谱分析，求得网侧绕组在振动过程中振动形式和能量的分布，并验证其稳定性.

关键词： 变压器, 绕组, 惯性力, 弹性力, 轴向振动

Abstract:

According to the theory of electromagnetism and the fundamental mechanics theory,for a 405MVA/500kV converter transformer,apply the simulation software MagNet was applied to establisha three-dimension symmetric finite element model with local unbalanced ampere turns and tank wall.The simulation of short-circuit impedance proved the accuracy of the harmonic analysis method.The short-circuit electromagnetic force was then calculated.Then the "Spring-Quality-damping" was established through ANSYS and realized the modal analysis,was realized.Action law of inertia force and elastic force applied on winding disks in the changing vibration system with points asserted multi-load and multi-degree-of-freedom was further discribed,and the distribution on line side windings of inertia force and elastic force,as well as effect on axial vibration stability of the two forces was also discussed.At last,spectrum analysis was corried out for elastic force with the method of Fourier Transform to obtain the distribution of vibration form and energy on winding disks during vibration,and test the vibration stability for the converter transformer windings was tested.

Key words: transformer, winding, inertia force, elastic force, axial vibration

牛一博，荣佳星，刘文里，覃佳奇，谢佳琦. 大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2018.06.007.

NIU Yibo，RONG Jiaxing,LIU Wenli,QIN Jiaqi,XIE Jiaqi. Axial Vibration Stability Assessment for Large Converter Transformer Windings[J]. Journal of Jishou University（Natural Sciences Edition), DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2018.06.007.

参考文献

[1] 路长柏.电力变压器理论与计算[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2007：178-280.
[2] 朱维璐，贾永红，杜深慧.电力变压器绕组短路轴向稳定性分析[J].变压器，2009，46(9):17-19.
[3] 洪凯星，潘再平，黄海.电力变压器绕组轴向振动的建模与分析[J].变压器，2010，47(12)：32-36.
[4] 刘晓丽.电缆变压器短路时绕组轴向振动特性的探讨[J].变压器，2011，48(3):18-21.
[5] 王建民，唐政，王东林.大型变压器绕组漏磁场及短路力学性能的仿真分析[J].电气制造，2012，5(1)：60-64.
[6] 李洪奎.大型电力变压器绕组短路强度与稳定性研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2011.
[7] 于怀金，刘文里，王录亮.电力变压器绕组轴向短路力的研究[J].黑龙江电力，2011，33(4)：260-264.
[8] 谢毓城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社，2003:142-190.
[9] WANG Meng，WANG Zhangqi.The Vibration Frequencies of Wind Turbine Steel Tower by Transfer Matrix Method[C].ICMTMA，Shanghai:IEEE,2011:995-998.
[10] 李林，单长吉.质量-弹簧-阻尼系统的二次型最优控制的实现[J].西安文理学院学报，2012，15(1)：96-98.
[11] LI Yan，ZHOU Wei，JING Yongteng，et al.Axial Vibration Analysis of Power Transformer Active Part under Short Circuit[C].International Conference on Electrical Machines & Systems，Beijing:IEEE，2011：1-4.
[12] 洛君婷，谢德馨，李晓峰，等.变压器绕组导线对抗短路能力的影响[J].变压器，2010，47(5):16-18.
[13] 郑磊，张丽娟.电缆变压器短路时绕组轴向振动特性的探讨[J].信息通信，2011，113(3)：150-151.
[14] 李健.大容量变压器绕组稳定性及油箱强度研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2012：5-35.
[15] 毕延军.基于镜像法的电缆变压器漏电抗及短路电动力计算[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学，2006:10-35.

大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

Axial Vibration Stability Assessment for Large Converter Transformer Windings

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 2

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	马桂雨, 王雪丹, 万丹 . 基于遗传小波神经网络的变压器故障诊断[J]. journal6, 2013, 34(1): 51-55.
[2]	张伟. 不对称逆变的变压器次级电压响应[J]. journal6, 2002, 23(4): 68-72.