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大型电力变压器内线圈的机械失稳分析-(新闻)

2022-06-23 来源:宜春农业机械网

近年来,上海系统发生几台大型电力变压器因外部短路导致线圈变形而损坏的事故,而且大多数巧是内线固失稳发生破坏的。

可见,大型电力变压器内线圈机巧失稳是影响其抗短路强度的主要问题。

笔者了巧到,国内变压器制造厂般都不计算内线圈的机械失稳问题,因而从设计上就难《保证内线圈有足够的抗短路强度。

为此,本文引述有关计算方法,并结合事故进行计巧,提出内线围应进行机械失稳计巧;并拒出定的安全裕度和提高机械强度的意见。

1变压器内线圈承受短路电动力简介1094规定,变压器在运行条件下,任分接位置应能承受由于线端突发短路产生的电动力而无损伤。因此,在设计时必须保证变压器的短路强度。

电力系统发生短路后,巨大的短路电流通过变压器有关绕组。圈电流和漏磁通作用下,有很大电动力施加困导线上。同屯、式线图受力情况比较复杂,下只讨论同必式内线固短路强度问题。

1.1变压器内线围损坏的主要形式根据长期实践和短路强度试验中所观察到的情况,变压器在短路故障时,其内线固损坏主要有下几种形式。

1.1.1内线图在向里括向电巧力作用下,线困弯曲或曲涵弯曲是由于两个内壁支巧内巧条间导线作为梁因弯矩过大而产生永久变形。搡种损坏通常是对称的,整个线圈变为多边星形。曲涵是由于导线压应力过大,结构丧失稳定性引起的。通常这种损坏是不对称的。

内线圈在向里的福向电磁力作用下受到压缩,直径变小,多余长度的导线从个别部位突出,这就是内线圈的机械失稳。大型变压器的这种损坏形式最多。

1.1.2内线圈在轴向电巧力作用下弯曲这种损坏是由于两个轴向横垫块间的导线在轴向力作用下。因弯矩过大产生永久变形引起的。

通常它是对称的。固端部,分接线段横向漏磁大的地方,可能出现这形式的损坏。

1.1.3内线围在轴向力作用下倒巧这也是种结构丧失稳定性的损坏。如果导线原始稍有倾斜,那么轴向力将使倾斜加,严重地就倒塌。

导线篼宽比越大,就愈容易引起倒塌。如果轴向横垫块安装倾斜或参差不齐,在轴向压力作用下,还会引起垫块倒塌。

1.1.4内线固升起、挥开内线圈在轴向力作用下,可能出现沿轴向位移而使个线圈往上升起。这种损坏往往是因为变压器线圈制造和装配不良,高低压线圈原始有轴向位移导致安面不平巧引起的。

这种变压器其端部支持件通常是强度、刚度不够或装配有缺陷,容易引起上述故障。

2内线圈电动力和机巧强度的计算下仅叙述关于内线圈抗化械失稳的计算内容。短路电流及其安西密度2.1短巧电流的最大巧值式中额定电流;f.短路阻抗;2//―系数,取决于短路阻抗中电阻和电抗的比值,般取1.8.

2.2单位高度的安西密度线圈西数;h线圈高度;内线圈幅向力线圈平均周长:作用于每线饼圆周上的轴向力iwr线饼数。

内线围的抗机械失稳强度每个线饼的临界失稳力口占=巧2―1如/脚铜导线的弹性模量;百分数表示,相当于――导线的性矩;民内线圈的平均半径;w―内线圈的有效支撑数。

式中2―内线圈的内撑条数。

导线惯性矩式中,6―线饼中的幅向导线根数6―每根导钱的幅向厚度;f―每根导线的幅向厚度;经验系数,般1方3=如果内线圈不会发生机械失稳的间题。

变压器内线圈发生机械失稳计算实例篼压绕酵为电源侧,中、低压绕组连接负载。

日,条35kv线路的电缆因受外力作用而破坏,导致两相短路,因重合不成、使主变受到两次短路冲击,差动、斯保护动作跳巧。解体检查发现;5相中压线圈巧向严重变形,向里压坏低压线圈,1相中压线圈下端部也有变形。

3.1理论短路电流本案云绕组变压器的参数为:所,中压线圈外部短路时变压器的短路阻抗:考虑系统的规定短路容量为短路电流的冲击系数:2九=1.8,中压线圈额定电流:_=944八。

则短路电流的最大峰值:中压线困所受辑向力线圈高度a则,单位篼度的安面密度:中压线圈的平均半径及=53.75线圈平均周长为/n=2rk=27rx53.

内线圈巧向力:fr=6.4a2w;线饼总数:柏1=88.则作用于每线饼圆周上的福向力:中压线圈抗机械失稳强度化界失稳巧每个线饼的临界失稳力:£―铜导线的弹性模量,对于退火铜线=1.25x10kg/s/导线的惯性矩。

中压线圈有效挣条数,为实际支巧撑条数式的半,此型变压器式在25左右,取乃=20和式=30两种情况分析。

化线饼中轴向的导线根数=1/j每根导线的福向厚度,6=0.f―每根导线的轴向厚度,f=1.0文经验系数,取决于线饼和导线的结构,般尸1.

当中压线圈实际撑条数及=20地,每个线饼的临界失稳力:fa=,n2_l=149n/因护6护线圈将失稳。

从:上计算可知作用于每线饼圆周上的巧向力大于每个线饼的临界失稳力,搡就是导致中压线固变形的原因。

4内线圈抗机械失稳计算的必要性和安全裕度飘观大型变压器因外部短路发生损坏的事例。内线圈的机械失稳是主要矛盾。

对此应予1高度重视。国内制造厂在设计时,应计算内线圈的机械失稳,切实巧决其机巧强度的问题。

本两个制造厂和欧洲个制造厂均接受安全系数=1.82.0即临界失稳力1.82.0x短路力f.

挂个1.82.0的安全系数,对于国内制造厂也应是可能接受的。

尤其要关注局放水平、噪声水平、过励巧试验及温升等。

4认识巧体会变压器制造质量直接关系到电的运行安全。当然,优良的变压器质量首先应由制造广的设计、工艺、材料、质量曾理和试验等各环节给予保证。

而用户从订货开始的技术协议到产品制造各阶段对制造厂加强质量监督,是从另方面来保证产品质量的重要手段,变压器监造部成立来,所做工作也说明了监造的作用和重要性。

我电力公司各级领导和有关部1]篼度重视变压器监造工作,并给予有力支持和具体指导,从而保证了变压器监造工作的顺利开展。

对变压器监造,我们有レu下几点体会。

5结论根据国内变压器因外部短路损坏的事故,内线圈机械失稳是变压器安全运行的重要问题之。

对此,可采取加内挣条数量。内线圈绕制在硬纸简上,巧密装配和采用自粘性换位导线等措施。

在强调变压器进行突发短路试验的同时,制造厂应向用户提供耐受短路的计算报告。

关于内线圈抗机械失稳的计算方法。各制造厂有自独特和保密的方法,但制造厂应采用合适的方式。向使用部口公开计算报。使用部口可参考本文引述的计算方法进行验算。

考虑到内线圈抗机械失稳计算中,因材质和工玄分散带来的误差。

其安全系数推荐取1.82.0,并应按此安全系数设计和制造变压巧的有关线圈和部件。

作者系生技科巧科长,化巧日巧:提高义压器质量要从订货价段开始要加强对制造厂的考察和能力评估。对不完全具备订货产品制造能力和未建立起完菩的质量保证体系的制造厂应排除在订货单位名单之外,不发给招标资料。

制订订货接术规范是必要的我电力公司变压器订货技术规范,较具体地表达了用户对变压器设计、材料、工艺结构和试验的主要要求,是符合国际惯例的,这在我国变压器制造水平尚未十分先进的现状下,尤为必要。

产品监造应列入合同条款在产品订货合同中,产品监造庙作为经济合同的个组成条款,对制造厂家违反和不符合订货技术规范重要技术要求,而又不听从监造部口提出的停工、返工和整改意见的,应列有明确的经济制约条款,例如;罚款、拒收和索赔等。

加强变压器制造过程的监造赋予监造人页相应的校限,使其在执行任务过程中处理质量问超或针对违反合同协议的行为和状况能采取坦当的制约措施。

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