文档名：一种电力变压器短路累积机械损伤评价方法
摘要：多次短路会逐渐积累绕组机械损伤,最终导致电力变压器损坏.然而,目前缺乏一种量化评估方法来评估此类损伤,这对电网的安全运行构成了威胁.因此,该文提出一种考虑绕组的非线性特点和累积过程的电力变压器绕组短路累积机械损伤评价方法,为评估绕组短路对电力变压器的影响提供了新的途径.该方法采用阻尼比和可靠性损失系数作为特征量,通过指数型曲线来模拟绕组机械弱化过程.同时考虑变压器的初始承受短路的能力、短路电流幅值和故障次数等影响因素,量化了短路损伤与绕组动态机械寿命之间的关系.此外,通过对一台110kV电力变压器进行多次短路破坏性试验,验证了该评价方法的正确性.最后,阐述了提出的评价方法适用于不同的校核控制方法,并强调了控制阻尼比在减少累积损伤方面的积极作用.
Abstract：Multipleshortcircuitscangraduallyaccumulatemechanicaldamagetothewindings,leadingtothefailureofpowertransformers.However,aquantitativeassessmentmethodislackingtoevaluatesuchdamage,andgraspingthemechanicalstateofthetransformerwindingafterashort-circuitimpactischallenging.Thecumulativedamageofwindingscausedbymultipleshortcircuitsisstillanurgentproblemintheindustry,whichposesathreattothesecureoperationofpowergrids.Therefore,thispaperproposesanevaluationmethodforassessingtheaccumulatedmechanicaldamagecausedbyshortcircuitsinpowertransformerwindings,consideringthenonlinearcharacteristicsofwindingsandthecumulativeprocess.Firstly,themethodutilizesthedampingratioandreliabilitylosscoefficientasfeatures.Exponentialcurvesareusedtosimulatethemechanicalweakeningprocessofwindings.Additionally,theinitialshort-circuitwithstandingcapability,short-circuitcurrentmagnitude,andthenumberoffaultsareconsidered.Theinfluenceofashortcircuitonthemechanicalperformanceofthewindingistheoreticallyanalyzed,thenumberoftimesthatitcanwithstandacurrentimpactiscalculated,andtheresidualmechanicallifecoefficientispredicted.Thecorrectnessofthisevaluationmethodisvalidatedthroughdestructiveshort-circuittestsona50MVA/110kVpowertransformer.Thisthree-phase,three-winding,differential-designedtransformerprovidessixsetsofshort-circuittestdata.Theendofthetestisdeterminedbygraduallyincreasingtheloadingcurrentandtherelativechangerateoftheimpedance.122shortcircuittestsareimplemented,rangingfrom8timestoamaximumof33times.Allthewindingsaredisassembledaftershort-circuittests.Severalsignificantdeformationsareobserved,consistentwithpredictedfailureforms.Moreover,nosecondaryinsulationbreakdownorinternalshortcircuitfaultscausedbymechanicaldamagearereported.Takingmultipleshortcircuittestsasanexample,thedynamiccurveofwindingmechanicallifeisobtained,andthedynamicabilityoftransformerwindingtowithstandshortcircuitsinoperationischaracterized.Byanalyzingcriticalparametersoftheevaluationmethod,itisfoundthattheinfluencedeviationofdifferentcheckingsystemsoncumulativeeffectevaluationresultsislessthan1%,andtheinfluenceofthedampingratioonthecumulativeeffectismorethan10%.Therefore,thismethodissuitablefordifferentcheckingalgorithms.Processcontrolandauxiliarystrengtheningmeasurescanenhancethewithstandingabilityforshortcircuitsandreducecumulativedamageorwindingdestruction.Inaword,themethodprovidesaquantitativecalculationmethodforevaluatingshort-circuitcumulativemechanicaldamage.Moreover,thismethodcanbetterdescribethewindingmechanicalstateaftershortcircuits,whichcanprovideareferencetotransformerdesign,operation,andmaintenance.
作者：欧强 罗隆福 李勇 杨贤 周腊吾 Author：OuQiang LuoLongfu LiYong YangXian ZhouLawu
作者单位：西南科技大学信息工程学院绵阳621010;湖南大学电气与信息工程学院长沙410082湖南大学电气与信息工程学院长沙410082广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114
刊名：电工技术学报
Journal：TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年，卷(期)：2024, 39(8)
分类号：TM411
关键词：电力变压器 短路 累积损伤 可靠性 评价
Keywords：Powertransformer shortcircuit cumulativedamage reliability evaluation
机标分类号：TM4TM303.4TM732
在线出版日期：2024年4月29日
基金项目：国家自然科学基金，中国南方电网有限责任公司研究开发项目一种电力变压器短路累积机械损伤评价方法[
期刊论文] 电工技术学报--2024, 39(8)欧强 罗隆福 李勇 杨贤 周腊吾多次短路会逐渐积累绕组机械损伤,最终导致电力变压器损坏.然而,目前缺乏一种量化评估方法来评估此类损伤,这对电网的安全运行构成了威胁.因此,该文提出一种考虑绕组的非线性特点和累积过程的电力变压器绕组短路累积机械...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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