荣佳星 刘文里 牛一博 李祎春 唐宇

摘要：基于電磁学及力学理论，运用MagNet仿真软件，针对一台120MVA/220kV无励磁调压变压器，建立短路工况下计及安匝不平衡的三维模型，计算绕组线饼所受到的轴向电动力。可以发现绕组受局部安匝不平衡的影响，轴向电动力会在调压绕组端口处产生较大的跃变，且最大轴向电动力出现的位置不再是绕组端部，而在调压绕组端口处。再运用ANSYS软件建立“弹簧-质量-阻尼”模型分析绕组的轴向动态响应，会发现由于最大轴向电动力出现的位置的变化，垫块的最大承受力位置也在变化，最大承受力为112MPa，在许用应力范围内。通过对振动位移的分析可以得到相应变化规律，再通过频谱分析确定绕组固有频率对动态响应的影响，最后对绕组的机械应力及稳定性进行分析。

关键词：变压器；短路工况；安匝不平衡；轴向电动力；动态响应

DOI：1015938/jjhust201705010

中图分类号： TM411

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2017）05-0052-06

收稿日期： 2016-03-16

作者简介：

刘文里（1956—），男，教授，硕士研究生导师；

牛一博（1990—），男，硕士研究生

通信作者：

荣佳星（1991—），男，硕士研究生，Email：18724608322@163.com

Axial Dynamic Response Analysis of Transformer

with Local Unbalancedampere Turns

RONG Jiaxing1，LIU Wenli2，NIU Yibo3，LI Yichun4，TANG Yu5

（1State Grid Jiamusi Power Supply Company，Jiamusi 154002，China；

2School of Electrical and Electronic Engineering，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，China；

3School of Information Science and Engineering，Jishou University，Jishou 416000，China；

4Materials Company of State Grid East Inner Mongolia Electric Power Company Limited，Hohhot 010020，China； 5Overhauling Company of State Grid Heilongjiang Electric Power Company Limited，Harbin 150090，China）

Abstract：Based on the theory of electromagnetism and the mechanics theory，it uses the finite element simulation software named MagNet to establish threedimensional model considered unbalanced ampere turns to calculate the shortcircuit electromagnetic force for a 120MVA/220kV without excitation transformer and then get the analysis of axial electric line cakeIt can be found by local ampereturns imbalance， the influence of axial port in regulating winding electric will produce larger distortionAnd the position of maximum axial electric appeared no longer is winding ends， but in regulating winding portThen it analyzes the axial dynamic response by establishing the "Springqualitydamping” model We will find that due to the change of the location of the maximum axial electric appeared， the maximum tolerance block position is changing and the maximum pressure is 112MPa We can get the corresponding variation law by the analysis of vibration displacement Then determined by winding inherent frequency spectrum analysis of the influence of dynamic response Finally， the mechanical stress and stability of the winding is analyzed

Keywords：Transformer； Short circuit conditions； Ampere turns unbalance； The axial electric force； Dynamic responseendprint

0引言

轴向稳定性是变压器的重要指标之一[1-2]。随着对变压器轴向稳定的要求越来越高，以往的二维模型由于缺少铁心、油箱等不同磁导率的导磁结构的考虑，已经逐渐无法满足轴向稳定性分析精度要求了[3-8]。本文针对一台120MVA/220kV无励磁调压变压器，通过MagNet软件建立计及安匝不平衡、非线性铁心和油箱材料的三维模型，得到绕组最小分接下高压绕组……