论文摘要
电缆变压器是以交联聚乙烯电缆为绕组的一种新型电力变压器,由于这一特殊结构特征,使得电缆变压器较传统变压器具有更高的安全性及可靠性。研究该类变压器的结构及特性,不但能够为该类变压器的设计及制造提供一定的依据,而且也能为变压器的发展方向提供一个新的思路。本文在明确了电缆变压器具体结构后,采用“磁场-电路”耦合有限元方法对电缆变压器的漏磁场建立了数学模型,并利用此模型模拟变压器的短路实验,利用短路阻抗的定义直接求解电缆变压器的短路阻抗值,在仿真计算与利用传统变压器理论公式计算取得一致结果的基础上,验证了“磁场-电路耦合”有限元模型及方法在计算此类问题上的适用性。在“磁场-电路”耦合有限元模型及方法得到验证后,利用其对电缆变压器的短路特性进行了全面系统地分析。首先,对电缆变压器二次侧突然短路所引起的暂态漏磁场进行详尽的分析,得到其漏磁密在短路状态时的最大值及其具体分布情况;其次,计算得到电缆变压器最严重短路条件下短路电流的峰值及其随时间的变化情况;再次,因短路电磁力是短路状态时暂态漏磁密及短路电流相互作用的结果,利用洛仑兹力法,求得电缆变压器各个线匝及线圈所受的短路电磁力,并对短路电磁力进行频谱分析;最后,采用“第四强度”理论对线匝的短路强度进行校核。变压器绕组在短路电磁力作用下的响应-振动位移及其所表现出的动态力对变压器具有重要的意义,它关乎到变压器稳定性与可靠性。研究表明,振动对变压器稳定性的危害主要来自于轴向,因此对电缆变压器绕组建立轴向振动模型,首先分析其固有频率,而后对线圈在瞬态电磁力作用下的响应进行分析,得到振动位移及动态力的时域及频域情况。电缆变压器短路特性的完整分析,对于进一步研究此类变压器乃至于传统变压器技术都提供了一定的参考价值。
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标签：电缆变压器论文; 磁场电路耦合有限元法论文; 暂态漏磁场论文; 短路电磁力论文; 轴向振动论文;