考慮殘余應(yīng)力的大型電力變壓器繞組短路強(qiáng)度計(jì)算與分析

王 歡，李 巖

（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 特種電機(jī)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110870）

0 引言

隨著國(guó)家智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的推進(jìn)，電力系統(tǒng)的短路容量日益增長(zhǎng)，相應(yīng)的短路電流也隨之增長(zhǎng)，大容量電力系統(tǒng)中的短路電流峰值甚至可達(dá)到幾十萬(wàn)安培，部分電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃做出了針對(duì)性的調(diào)整，保證網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)可靠已成為現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵性需求。電力變壓器作為輸配電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量的好壞直接影響電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定［1-5］。因此，電力變壓器應(yīng)具備足夠的抗短路能力，以應(yīng)對(duì)不同類型的短路沖擊。

電力變壓器在電力系統(tǒng)中運(yùn)行，遭受突發(fā)性短路是不可避免而又要竭力避免的。變壓器突發(fā)短路時(shí)，產(chǎn)生的大小為額定電流幾十倍的短路電流與該電流在繞組區(qū)域產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)相互作用，使變壓器繞組承受巨大的軸向及輻向短路電動(dòng)力，在如此大的電動(dòng)力作用下，變壓器極有可能發(fā)生繞組變形，繞組的匝絕緣斷裂及導(dǎo)線拉斷會(huì)嚴(yán)重影響繞組的絕緣性能［6-9］。在實(shí)際工況中，屢見(jiàn)變壓器產(chǎn)品抗短路能力不及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至發(fā)生投運(yùn)即遭損毀的事故。因此，有必要對(duì)變壓器抗短路能力進(jìn)行更加深入的分析與研究［10-11］。

變壓器抗短路強(qiáng)度不足一直是引起變壓器事故發(fā)生的主要原因，也是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。最初，變壓器抗短路靜態(tài)強(qiáng)度是主要的研究方向。文獻(xiàn)［12］基于前人的研究成果，結(jié)合材料力學(xué)中的塑性理論，建立了變壓器繞組的塑性模型，通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出了經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；……