文档名：电磁结构场耦合下变压器绕组漏磁场和变形仿真研究
摘要：电力变压器发生短路故障时会产生巨大的电动力,为研究电力变压器短路故障时的绕组变形情况以及影响绕组变形的因素,文中基于变压器多物理场耦合理论,搭建了三相变压器的有限元模型,通过MATLAB/Simulink平台仿真变压器发生短路时的短路电流,将该电流作为电磁场仿真的激励,计算出绕组的漏磁场和电动力分布,再采用电磁-结构场耦合的方法分析绕组的形变量大小和应力分布;运用相关理论分析不同温度条件对绕组变形的影响.结果表明,在辐向上,高压绕组受到向外膨胀的辐向电动力,中压和低压绕组受到向中间压缩的辐向电动力,在轴向上,各绕组均受到从端部向中间压缩的电动力,温度越高,绕组铜的杨氏模量越小,相同电动力作用下绕组变形量越大.研究结果对提高变压器抗短路能力具有一定的参考意义.
Abstract：Whenashortcircuitfaultoccursinapowertransformer,ahugeelectricalforceisgenerated.Inordertostudythewindingdeformationandthefactorsaffectingwindingdeformationduringashortcircuitfaultinapowertransformer,afiniteelementmodelofathree-phasetransformerisbuiltbasedonthecouplingtheoryofmultiplephysicalfieldsinthetransformer.Theshortcircuitcurrentofthetransformerduringashortcir-cuitissimulatedusingtheMATLAB/Simulinkplatform,andthiscurrentisusedastheexcitationforelectromagneticfieldsimulation.Calculatetheleakagemagneticfieldandelectrodynamicforcedistributionofthewinding,andthenusetheelectromagneticstruc-turalfieldcouplingmethodtoanalyzethesizeofthewinding'sdeformationandstressdistribution.Analyzetheinfluenceofdifferenttemperatureconditionsonwindingdefor-mationusingrelevanttheories.Theresultsshowthatintheradialdirection,thehigh-voltagewindingissubjectedtoradialelectricforcethatexpandsoutward,whilethemediumandlow-voltagewindingsaresubjectedtoradialelectricforcethatcompressestowardsthemiddle.Intheaxialdirection,eachwindingissubjectedtoelectricforcethatcompressesfromtheendtothemiddle.Thehigherthetemperature,thesmallertheYoung'smodulusofthecopperinthewinding,andthegreaterthedeformationofthewindingunderthesameelectricforce.Theresearchresultshavecertainreferencesignificanceforimprovingtheshort-circuitresistanceabilityoftransformers.
作者：贺清锋 兰生Author：HEQingfeng LANSheng
作者单位：福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350108
刊名：变压器
Journal：Transformer
年，卷(期)：2024, 61(5)
分类号：TM411
关键词：电力变压器 短路电流 多物理场耦合 有限元法 温度
Keywords：Powertransformer Shortcircuitcurrent Multiphysicalfieldcoupling Finiteelementmethod Temperature
机标分类号：TM41TP391.9TM835
在线出版日期：2024年5月27日
基金项目：电磁-结构场耦合下变压器绕组漏磁场和变形仿真研究[
期刊论文] 变压器--2024, 61(5)贺清锋 兰生电力变压器发生短路故障时会产生巨大的电动力,为研究电力变压器短路故障时的绕组变形情况以及影响绕组变形的因素,文中基于变压器多物理场耦合理论,搭建了三相变压器的有限元模型,通过MATLAB/Simulink平台仿真变压器发...参考文献和引证文献
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