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穩(wěn)定性的影響。得出不同時期生產(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所受電動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?、廠口變、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態(tài)仿真計(jì)算方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。