变压器线圈短路力及机械强度研究.pdf

变压器线圈短路力及机械强度研究 沈阳变压器有限责任公司 ● 1变压嚣短路强度研究简介 鼍 变压器短路强度问题一直是国外、外变压器制造盘十分关注的科研课题。 随着电力系统的增长和变压器单台容量的迅速增大，短路日l起的电动力也迅速 增大，这就使变压器短路事故下的电动力计算和线蛋短路机械强度研究成为变 大电网会议(GIGER)都把它作为中心议题，各国投入了大量人力、物力，取得了 许多成果，在各种主要电工杂志上发表了许多研究论文，出版了许多专著． 大容量变压器发短路时线翻所受的巨大电动力可分为辐向力和轴向力．辐 向力使外线圈受径向拉力，可能导致线圈产生永久变形、绝缘损坏、甚至线匝崩 断，或出于绝缘损坏丽Sl起匝间短路，线暇烧毁。辐向力使内线圈受径向压力． 可能导致内线圈的压弯或动力失稳破坏；轴向力使线饼在两个油道垫块之间的 部分产生轴向弯曲，并使线饼轴向振动。这种振动有可能导致比预紧力大得多 的动态力。从而导致油遘垫块与线饼之间松开、扭转、甚致倒塌，它涉及预紧力、 装配质量等工艺因素。作用在线圈上的轴向力经过线雎靖部传递到压板、压钉、 铁轭夹件、拉板等线圈以外的变压器构件上，但从结构强度设计计算来看，线豳 是最薄弱的部件，而且是关键部件，因此保证变压器承受短路能力的关键是保 摹 证变压器线蹦具有足够的短路机械强度。 ● 2变压器线圈模型简化的发展过程 以两线圈变压器为铡，器身结构如图1所示。 50年代，在计算变压器短路强度时，变压器线圈(含高、中、低压)按静态力 只计算轴向力及辐向力之和。辐向应力按强环计算，轴向应力按图2简化模型计 算。当时认为轴向压紧力足够，垫块与导线闻的摩擦能平衡电动力产生的力矩， 相当材料力学中的埋人粱结构。 一1S1一 簟 墨 b)辎向支掉结构示意 f ／ l r ， ■ ● ■ ■_l I } I 、 l-● ■一- 1 l l l f a)轴向压紧结构示意图 c)垫块沿圆周分枢示意图 图1 变压器器身轴向压紧及辐向支撑结梅 q q 图2两翻同支直粱 图3两螭固支扁拱粱 毒 对内线圈(如低压)来说，若认为垫块与导线间有足够的摩擦力，则辐向应