CN113284718A - 一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法 - Google Patents

一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法 Download PDF

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洪志湖
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周仿荣
程志万
彭庆军
朱家良
王浩州
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Abstract

本申请提供一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法，所述绕组包括铁芯、低压线圈、高压线圈以及撑条；其中，铁芯的截面为长圆形，低压线圈套在铁芯上，高压线圈套在低压线圈上；所述高压线圈包括第一直边部和第一弧边部，所述低压线圈包括第二直边部和第二弧边部，所述第一直边部与所述第二直边部接触，所述第一弧边部与所述第二弧边部之间设有间隔，形成油道，所述撑条设置在所述油道中。基于所述长圆形变压器的绕组，本申请还提供一种长圆形变压器的耐短路承受能力的校核方法，所述方法针对所述长圆形变压器绕组特点提供了不同的应力计算方法，提高了长圆形变压器耐短路承受能力校核结果的准确性。

Description

一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法
技术领域
本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法。
背景技术
变压器是电网系统中重要的电气设备。在输电过程中，变压器通过改变传输电压的数值实现对电压的分配传输工作。但是，变压器在遭遇短路等突发事故情况下，极易发生绕组失稳，从而引起电网系统的瘫痪，甚至出现大面积范围的停电事故。因此，对变压器耐短路能力的有效校核成为变压器技术领域的研究热点。
配电变压器的铁芯常采用圆形结构和长圆形结构，目前对配电变压器耐短路承受能力的校核方法均是针对具有圆形结构铁芯的配电变压器，而若采用这种校核方法对具有长圆形结构铁芯的配电变压器进行校核，其校核结果的准确性得不到保证。
发明内容
本申请提供了一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法，以提高长圆形变压器耐短路承受能力校核结果的准确性。
一方面，本申请提供一种长圆形变压器的绕组，包括铁芯、低压线圈、高压线圈以及撑条；
其中，所述铁芯的截面为长圆形，所述低压线圈套在所述铁芯上，所述低压线圈与所述铁芯的外表面接触，所述高压线圈套在所述低压线圈上；
所述高压线圈包括第一直边部和第一弧边部，所述低压线圈包括第二直边部和第二弧边部，所述第一直边部与所述第二直边部接触，所述第一弧边部与所述第二弧边部之间设有间隔，形成油道，所述撑条设置在所述油道中。
另一方面，本申请提供一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法，包括以下步骤：
获取长圆形变压器的模型参数，所述模型参数包括所述长圆形变压器的容量、负载损耗、负载电压、短路阻抗以及连接组别；
建立以所述长圆形变压器为核心的短路电路，得到长圆形变压器三维场路耦合模型；
根据所述长圆形变压器三维场路耦合模型得到所述长圆形变压器绕组受到的应力值；
对比所述应力值与应力许用值标准，得到所述长圆形变压器耐短路能力信息。
可选的，所述应力值包括直边部绕组应力值、弧边部绕组弯曲压缩应力值、弧边部绕组弯曲拉抻应力值、撑条压缩应力值。
可选的，若所述应力值满足应力许用值标准，则所述长圆形变压器耐短路能力达标；若所述应力值不满足应力许用值标准，则所述长圆形变压器耐短路能力不达标。
由以上技术方案可知，本申请提供一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法，所述长圆形变压器的绕组包括铁芯、低压线圈、高压线圈以及撑条；其中，所述铁芯的截面为长圆形，所述低压线圈套在所述铁芯上，所述低压线圈与所述铁芯的外表面接触，所述高压线圈套在所述低压线圈上；所述高压线圈包括第一直边部和第一弧边部，所述低压线圈包括第二直边部和第二弧边部，所述第一直边部与所述第二直边部接触，所述第一弧边部与所述第二弧边部之间设有间隔，形成油道，所述撑条设置在所述油道中。基于本申请所述的长圆形变压器的绕组，本申请还提供一种长圆形变压器的耐短路承受能力的校核方法，所述方法针对所述长圆形变压器绕组特点提供了不同的应力计算方法，提高了长圆形变压器耐短路承受能力校核结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种长圆形变压器的绕组的结构示意图；
图2为本申请低压线圈的结构示意图；
图3为本申请高压线圈的结构示意图；
图4为本申请一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
变压器是电网系统中重要的组成部分，是根据电磁感应原理，将一种形态的交流电能转变为另一种形态的交流电能。在工作过程中，由于变压器的绕组由于电磁场的存在会受到力的作用，使得绕组变形，变压器易发生短路故障，更为严重的会造成变压器的损毁，影响电网系统的重要运行。配电变压器的铁芯常采用圆形结构和长圆形结构，目前对配电变压器耐短路承受能力的校核方法均是针对具有圆形结构铁芯的配电变压器，而若采用这种校核方法对具有长圆形结构铁芯的配电变压器进行校核，其校核结果的准确性得不到保证。因此，本申请提供一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法，不仅可以节约材料，降低铁芯成本，还可以提高长圆形变压器耐短路承受能力校核结果的准确性。
参见图1，为一种长圆形变压器的绕组的结构示意图。由图1可知，本申请提供的一种长圆形变压器的绕组包括铁芯1、低压线圈2、高压线圈3以及撑条4；
其中，所述铁芯1的截面为长圆形，所述低压线圈2套在所述铁芯1上，所述低压线圈2与所述铁芯1的外表面接触，所述高压线圈3套在所述低压线圈2上；
参见图2为本申请低压线圈的结构示意图，图3为本申请高压线圈的结构示意图。如图2和图3所示，所述高压线圈3包括第一直边部31和第一弧边部32，所述低压线圈2包括第二直边部21和第二弧边部22，所述第一直边部31与所述第二直边部21接触，所述第一弧边部32与所述第二弧边部22之间设有间隔，形成油道，所述撑条4设置在所述油道中。
本申请还提供一种针对具有所述长圆形变压器绕组的长圆形变压器的耐短路承受能力的校核方法。
参见图4，为本申请一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法的流程图。由图4可知，本申请还提供一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法，包括以下步骤，
S1:获取长圆形变压器的模型参数，所述模型参数包括所述长圆形变压器的容量、负载损耗、负载电压、短路阻抗以及连接组别。
S2:建立以所述长圆形变压器为核心的短路电路，得到长圆形变压器三维场路耦合模型。
S3:根据所述长圆形变压器三维场路耦合模型得到所述长圆形变压器绕组受到应力值；
其中，所述应力值包括直边部绕组应力值、弧边部绕组弯曲压缩应力值、弧边部绕组弯曲拉抻应力值、撑条压缩应力值。
进一步地，所述直边部绕组应力值为所述高压线圈3和所述低压线圈2上的第一直边部31和所述第二直边部21在电磁场的作用下所受的力的平均值；所述弧边部绕组弯曲压缩应力值和所述弧边部绕组弯曲拉抻应力值为所述高压线圈3和所述低压线圈2上的所述第一弧边部32和所述第二弧边部22在电磁场的作用下所受的压缩力值和拉抻力值；所述撑条压缩应力值为所述撑条4在电磁场的作用下所受的力的值。
S4:对比所述应力值与应力许用值标准，得到所述长圆形变压器耐短路能力信息；
进一步地，若所述应力值满足应力许用值标准，则所述长圆形变压器耐短路能力达标；若所述应力值不满足应力许用值标准，则所述长圆形变压器耐短路能力不达标；
其中，所述应力许用值标准参照国家标准GB1094.5总结得到。
由以上技术方案可知，本申请提供一种长圆形变压器的绕组及其耐短路承受能力的校核方法，所述绕组包括铁芯1、低压线圈2、高压线圈3以及撑条4；其中，所述铁芯1的截面为长圆形，所述低压线圈2套在所述铁芯1上，所述低压线圈2与所述铁芯1的外表面接触，所述高压线圈3套在所述低压线圈2上；所述高压线圈3包括第一直边部31和第一弧边部32，所述低压线圈2包括第二直边部21和第二弧边部22，所述第一直边部31与所述第二直边部21接触，所述第一弧边部32与所述第二弧边部22之间设有间隔，形成油道，所述撑条4设置在所述油道中。本申请还提供一种基于本申请所述的长圆形变压器绕组的变压器耐短路承受能力的校核方法，所述方法针对长圆形变压器绕组特点提供了不同的应力计算方法，提高了长圆形变压器耐短路承受能力校核结果的准确性。
以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征以及本申请的优点，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种长圆形变压器的绕组，其特征在于，包括铁芯、低压线圈、高压线圈以及撑条；
其中，所述铁芯的截面为长圆形，所述低压线圈套在所述铁芯上，所述低压线圈与所述铁芯的外表面接触，所述高压线圈套在所述低压线圈上；
所述高压线圈包括第一直边部和第一弧边部，所述低压线圈包括第二直边部和第二弧边部，所述第一直边部与所述第二直边部接触，所述第一弧边部与所述第二弧边部之间设有间隔，形成油道，所述撑条设置在所述油道中。
2.一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法，其特征在于，包括以下步骤，
获取长圆形变压器的模型参数，所述模型参数包括所述长圆形变压器的容量、负载损耗、负载电压、短路阻抗以及连接组别；
建立以所述长圆形变压器为核心的短路电路，得到长圆形变压器三维场路耦合模型；
根据所述长圆形变压器三维场路耦合模型得到所述长圆形变压器绕组受到的应力值；
对比所述应力值与应力许用值标准，得到所述长圆形变压器耐短路能力信息。
3.根据权利要求2所述的一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法，其特征在于，所述应力值包括直边部绕组应力值、弧边部绕组弯曲压缩应力值、弧边部绕组弯曲拉抻应力值、撑条压缩应力值。
4.根据权利要求3所述的一种长圆形变压器耐短路承受能力的校核方法，其特征在于，若所述应力值满足应力许用值标准，则所述长圆形变压器耐短路能力达标；若所述应力值不满足应力许用值标准，则所述长圆形变压器耐短路能力不达标。
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