在运主变抗短路能力评估技术研究

项目开展了变压器绕组稳定性影响因素研究，主要内容包括不同时期 (从上世纪70年代起)的绕组及绝缘材料的选用、不同的绕组制作工艺等因素对绕组动稳定性的影响。得出不同时期生产的变压器在抗短路能力方面的发展历程以及不同时代所具备的特点。

分析了国内外不同的变压器抗短路能力的校核方法，并对其中较为实用性的计算方法进行了抗短路能力的计算对比。

研究了电力变压器的不同的结构模型所具备的抗短路能力。计算了在不同的运行工况下的短路电流，利用基于ansys的有限元分析方法进行研究，建立了变压器绕组、铁芯的的二维剖面模型，仿真了在不同的短路工况下的主磁通和漏磁通的磁场强度大小。分析了变压器各绕组在极端最大短路电流时所受电动力的大小及方向分布，计算出绕组的各段数所受的力大小，明确了绕组所受电动力最强的部位，为变压器加强抗短路的设计提供了依据。

对变压器的建模需要，对多台主流变压器厂家进行了变压器的参数结构的调研和学习。为变压器的建模提供了较为准确可靠的结构参数信息。对遭受多次短路冲击的在运主变考虑累积效应因素的影响开展研究，得出了考虑累积效应因素影响抗短路能力的评估方法，基于ansys仿真计算的漏磁场的磁场强度结果和国内外使用的计算公式，并融合累积效应因素开发了抗短路能力的分析计算软件。并应用该评估系统进行了多台500kV、220kV、110kV等级的变压器进行了校核。

项目共完成申请发明专利5项、软件著作权1项、发表论文6篇。

项目关键技术有：

(1)全参数模型的建立，通过三维的有限元仿真计算来建模，对于铁芯、导线、绝缘材料电气参数以及机械性能参数要有一定的数据支撑。

(2)电动力的仿真计算，对于同一台模型进行了不同精细化的磁场仿真计算。并比较了计算的结果，验证了以绕组的线饼为单位的计算结果的准确性。

(3)动态位移量的计算，对变压器绕组在短路过程中的位移量大小进行了动态仿真计算。

(4)累积效应因素的影响：变压器在遭受多次短路状态下，其安全性能即安全系数会有所下降，基于统计数据的分析，得出了在累积效应因素下的安全系数衰减曲线。

创新点有：

(1)构建了基于有限元多组件耦合分析平台的变压器绕组全参数结构的饼间磁场分布、暂态电动力及位移量的仿真计算模型。

(2)模拟计算了变压器绕组饼间在短路中漏磁场磁场、绕组受力、绕组位移变化的动态过程。

(3)提出了基于统计规律及结合多因素冲击累积效应因素的变压器抗短路能力评估方法。

项目的研究成果主要用于电力生产，服务对象为电网各运行单位，用于老旧的变压器抗短路能力评估。项目研究成果应用于500kV草铺变、大理变、厂口变、红河变、玉溪变、七甸变、220kV鲁都黑变、文山变、新平变、开远变。110kV建水变、泸西变、蒙自变、松柯变的主变抗短路能力进行评估，评估结果指导了变压器的运维措施。为老旧的变压器可靠运行提供了技术支持，其研究成果整体达到了国际先进水平，其中变压器短路耐受能力的动态仿真计算方面达到国际领先水平。