在運(yùn)主變抗短路能力評估技術(shù)研究

在運(yùn)主變抗短路能力評估技術(shù)研究

項(xiàng)目開展了變壓器繞組穩(wěn)定性影響因素研究，主要內(nèi)容包括不同時(shí)期 (從上世紀(jì)70年代起)的繞組及絕緣材料的選用、不同的繞組制作工藝等因素對繞組動(dòng)穩(wěn)定性的影響。得出不同時(shí)期生產(chǎn)的變壓器在抗短路能力方面的發(fā)展歷程以及不同時(shí)代所具備的特點(diǎn)。

分析了國內(nèi)外不同的變壓器抗短路能力的校核方法，并對其中較為實(shí)用性的計(jì)算方法進(jìn)行了抗短路能力的計(jì)算對比。

研究了電力變壓器的不同的結(jié)構(gòu)模型所具備的抗短路能力。計(jì)算了在不同的運(yùn)行工況下的短路電流，利用基于ansys的有限元分析方法進(jìn)行研究，建立了變壓器繞組、鐵芯的的二維剖面模型，仿真了在不同的短路工況下的主磁通和漏磁通的磁場強(qiáng)度大小。分析了變壓器各繞組在極端最大短路電流時(shí)所受電動(dòng)力的大小及方向分布，計(jì)算出繞組的各段數(shù)所受的力大小，明確了繞組所受電動(dòng)力最強(qiáng)的部位，為變壓器加強(qiáng)抗短路的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

對變壓器的建模需要，對多臺主流變壓器廠家進(jìn)行了變壓器的參數(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)研和學(xué)習(xí)。為變壓器的建模提供了較為準(zhǔn)確可靠的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息。對遭受多次短路沖擊的在運(yùn)主變考慮累積效應(yīng)因素的影響開展研究，得出了考慮累積效應(yīng)因素影響抗短路能力的評估方法，基于ansys仿真計(jì)算的漏磁場的磁場強(qiáng)度結(jié)果和國內(nèi)外使用的計(jì)算公式，并融合累積效應(yīng)因素開發(fā)了抗短路能力的分析計(jì)算軟件。并應(yīng)用該評估系統(tǒng)進(jìn)行了多臺500kV、220kV、110kV等級的變壓器進(jìn)行了校核。

項(xiàng)目共完成申請發(fā)明專利5項(xiàng)、軟件著作權(quán)1項(xiàng)、發(fā)表論文6篇。

項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)有：

(1)全參數(shù)模型的建立，通過三維的有限元仿真計(jì)算來建模，對于鐵芯、導(dǎo)線、絕緣材料電氣參數(shù)以及機(jī)械性能參數(shù)要有一定的數(shù)據(jù)支撐。

(2)電動(dòng)力的仿真計(jì)算，對于同一臺模型進(jìn)行了不同精細(xì)化的磁場仿真計(jì)算。并比較了計(jì)算的結(jié)果，驗(yàn)證了以繞組的線餅為單位的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(3)動(dòng)態(tài)位移量的計(jì)算，對變壓器繞組在短路過程中的位移量大小進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算。

(4)累積效應(yīng)因素的影響：變壓器在遭受多次短路狀態(tài)下，其安全性能即安全系數(shù)會(huì)有所下降，基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析，得出了在累積效應(yīng)因素下的安全系數(shù)衰減曲線。

創(chuàng)新點(diǎn)有：

(1)構(gòu)建了基于有限元多組件耦合分析平臺的變壓器繞組全參數(shù)結(jié)構(gòu)的餅間磁場分布、暫態(tài)電動(dòng)力及位移量的仿真計(jì)算模型。

(2)模擬計(jì)算了變壓器繞組餅間在短路中漏磁場磁場、繞組受力、繞組位移變化的動(dòng)態(tài)過程。

(3)提出了基于統(tǒng)計(jì)規(guī)律及結(jié)合多因素沖擊累積效應(yīng)因素的變壓器抗短路能力評估方法。

項(xiàng)目的研究成果主要用于電力生產(chǎn)，服務(wù)對象為電網(wǎng)各運(yùn)行單位，用于老舊的變壓器抗短路能力評估。項(xiàng)目研究成果應(yīng)用于500kV草鋪?zhàn)儭⒋罄碜儭S口變、紅河變、玉溪變、七甸變、220kV魯都黑變、文山變、新平變、開遠(yuǎn)變。110kV建水變、瀘西變、蒙自變、松柯變的主變抗短路能力進(jìn)行評估，評估結(jié)果指導(dǎo)了變壓器的運(yùn)維措施。為老舊的變壓器可靠運(yùn)行提供了技術(shù)支持，其研究成果整體達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其中變壓器短路耐受能力的動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。