一种电力变压器平衡绕组抗短路能力分析方法
【专利摘要】一种电力变压器平衡绕组抗短路能力分析方法，所述分析方法针对带平衡绕组且此绕组为靠近铁心的内绕组结构。根据平衡绕组运行特点，计算流经平衡绕组中的非对称短路冲击电流，进而计算平均漏磁分布及导线应力分布，通过环向应力与失稳应力的关系对比对平衡绕组抗短路能力进行判断，理论基础为国际大电网会议报告CIGRE209论文“电力变压器短路特性”所提概念与GR1094.5-2008技术规范。本发明可对各电压等级电力变压器平衡绕组的抗短路能力进行分析，既避免了轴向失稳计算的复杂性，又保证了计算的精度，校核结果直观准确，更加切合生产实际，使校核结果更具指导性和针对性。
【专利说明】一种电力变压器平衡绕组抗短路能力分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力变压器平衡绕组的领域，特别涉及一种电力变压器平衡绕组抗短 路能力分析方法。
【背景技术】
[0002] 电力变压器平衡绕组容量的选择主要考虑其必须能承受由于系统严重不平衡所 产生的最大循环电流，此最大循环电流值发生在变压器非对称短路时，故平衡绕组的抗短 路分析与研究必须首先根据各类非对称短路工况计算出最大循环电流值。变压器正常运行 时平衡绕组内电流非常小，可忽略铜导线的涡流损耗及温升的特点，这也决定了平衡绕组 的抗短路设计与抗短路分析方法具有特殊性。
[0003] 如前所述，平衡绕组正常运行时电流非常小，可忽略铜导线的涡流损耗及温升，单 根导线的环向尺寸（自粘换位导线时按自粘后总幅向考虑）远超过高中压线圈单根导线幅 向尺寸，根据分析，其轴向稳定性能力较好，分析抗短路能力时，可只针对其幅向失稳进行 判断。
[0004] 目前，GB1094. 5-2008技术规范对变压器抗短路能力校核的方法以三相对称短路 计算为主，突发短路试验也是取三相对称短路电流，并分步单相完成，难以对只流通零序电 流的平衡绕组进行考核。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述平衡绕组自身设计特点与其抗短路能力分析的特殊性，本发明公 开了一种电力变压器平衡绕组抗短路能力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] S100 :计算变压器各侧非对称短路工况下平衡绕组内的短路冲击电流I，取最大 短路冲击电流值;
[0007] S200 :利用最大短路冲击电流计算平衡绕组的平均轴向漏磁Bpj ;
[0008] S300 :利用最大短路冲击电流、平均轴向漏磁Bpj及平衡绕组电气与机械性能 参数计算平衡绕组的环向应力;
[0009] S400 :对平衡绕组的环向应力进行判断，判断公式如下所示：
[0010]
【权利要求】
1. 一种电力变压器平衡绕组抗短路能力分析方法，其特征在于，包括以下步骤： S100 :计算变压器各侧非对称短路工况下平衡绕组内的短路冲击电流I，取最大短路 冲击电流值; S200 :利用最大短路冲击电流计算平衡绕组的平均轴向漏磁Bpj ; S300 :利用最大短路冲击电流、平均轴向漏磁1.及平衡绕组电气与机械性能参数 计算平衡绕组的环向应力; S400 :对平衡绕组的环向应力<_进行判断，判断公式如下所示： 〇；；,,,, <￡/-(^:?)2.￥2/(12D2) 式中：Et-平衡绕组导线的切线弹性模量，k-平衡绕组导线等值厚度的制造系数，b-平 衡绕组导线环向厚度，D-平衡绕组平均直径，N-平衡绕组环向的等效支撑数； 当所述平衡绕组进行环向应力不能满足本步骤的判断要求时，说明"强制翘曲"方面抗 短路能力不合格，需加强所述变压器平衡绕组抗短路设计，所述"强制翘曲"为相邻两支撑 件之间的跨度内的导线向内过度弯曲的破坏形式；满足判断公式要求后转至步骤S500 ; S500 :根据GB1094. 5-2008附录A技术规范对平衡绕组进行环向应力判断； 常规导线和非自粘性连续换位导线的连续式绕组、螺旋式绕组及多层绕组上的环形应 力判断如下式所示： ^ ()-35 ? ; 式中：1^.2为导线的屈服应力值； 自粘性连续换位导线的环向应力判断如下式所示： 当本步骤的计算结果不能满足所述环向应力的判断要求时，说明"自由翘曲"方面抗短 路能力不合格，需要加强所述变压器平衡绕组抗短路设计；所述"自由翘曲"为由于绕组幅 向稳定性丧失而导致绕组周围一处或几处的导线幅向严重变形的破坏形式；在加强抗短路 设计后，重新按顺序进行步骤S300至步骤S500计算，当计算结果满足步骤S400和S500的 判断公式要求时，说明所述变压器平衡绕组抗短路设计合格，结束计算。
2. 如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：优选的，所述的平衡绕组为靠近铁心的 内绕组。
3. 如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：根据变压器阻抗值及电网系统运行方 式计算所述的短路冲击电流I。
4. 如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：根据变压器阻抗及系统阻抗参数计算 流经平衡绕组的所述最大短路冲击电流值1_。
5. 如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述绕组电气与机械性能参数包括电 抗高度、导线尺寸及绕组幅向尺寸。
6. 如权利要求2所述的分析方法，其特征在于：根据安匝平衡定律及安培环路定理计 算所述的平衡绕组的平均轴向漏磁强度Bpj。
【文档编号】G01R31/06GK104280662SQ201410541429
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】黎大健, 陈梁远, 赵坚, 秦楷, 张磊, 蒲金雨 申请人:广西电网公司电力科学研究院