基于Ansoft的变压器突发短路有限元漏磁场分析.pdf

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1、研究与开发基于Ansoft的变压器突发短路有限元漏磁场分析陈湘令(湖南铁道职业技术学院，湖南株洲412001)摘要本文采用Ansoft电磁场有限元分析软件，建立了有限元分析模型，对CRH3高速动车组牵引变压器在突发短路情况下的三维漏磁场进行了分析，然后应用虚位移法计算了各绕组短路电磁力的分布情况，为同类型变压器的机械稳定性设计提供理论数据。关键词：壳式变压器；漏磁场；电磁力TransformerSuddenShortCircuitbasedonAnsoftFiniteElementAnalysisofLeakageMagneticFieldChenXiangling(HunanRailwayP

2、rofessionalTechnologyCollege，Zhuzhou，Hu’nan412001)AbstractUsingAnsofielectromagneticfieldfiniteelementanalysissoftware，thispaperestablishedafiniteelementanalysismode1ofthehigh-speedCRH3bulletshelltypetransformerundertheconditionofsuddenshortcircuitofthreedimensionalleakagemagneticfieldisanalyzed，the

3、ntheapplicationofvirtualdisplacementmethodtocalculatethewindingshort-circuitthedistributionofelectromagneticforce，forthemechanicalstabilityofthesamekindoftransformerdesigntoprovidetheoreticaldata．Keywords：shelltypetransformer；leakagemagneticfield；electromagneticforce对于带铁心的变压器，主磁通在(铁磁介质)所示。铁心中流通，漏磁场的

4、漏磁通在(非铁磁介质)空气、油、铜导体中流通。漏磁场的大小及分布规律决定着线圈的感抗及附加损耗，更为重要的是还决定变压器正常运行状态下和短路情况下作用在绕组上的电磁力。动车组上的牵引变压器运行条件恶劣，经常有各种突发短路情况发生，短路时线圈电流相当大，如果漏磁场分布不均或者数值较大，由此产生的强大电磁力对设备的机械构造稳定性是一个严俊的考验。因此准确分析出漏磁场的大小和分布直接关系图1CRH3型高速动车组牵引变压器截面图到变压器的可靠运行，准确计算出突发短路时漏磁该变压器绕组采用交错式线圈，高压绕组、牵场引起的电磁力大小直接关系到变压器的机械构造引绕组在心柱轴向交错布置。HV1、HV2为高压绕

5、设计。下面主要就这两方面展开分析。组，其内部已并联，对外只有两个端子；TR1．1和1CRH3壳式变压器主要结构TR1．2布置在上、下铁轭附近，其匝数均为另一个CRH3型高速动车组牵引变压器截面图如图1牵引绕组TR2的1／2，组成一个牵引绕组，其内部2o15年第3期嘲囊一l纛J61技术与应用场与需求响应项目研究[J]．电网技术，2010，34(5)：电网技术，2009，33(12)：814．146．153．[9J陈树勇，宋f5片，李兰欣，等．智能电刚技术综述【6]王红蕾，魏一一呜．南方互联电在电力交易中购售电网技术，2009，33(8)：1。7．双方行为分析[C]／／2007中旧控制与决策学术年

6、会论文集，2007．作者简介[7]曾鸣，孙昕，张启平．电力市场交易与电价理论及高崧(1982一)，男，北京人，[程师，从事电力信息通信系统f其应用[M]．北京：中国电力出版社，2003．究及运维工作。[8]林宇锋，钟金，吴复．智能电网技术体系探讨【J]．(上接第62页)磁场，轴向分量较小，从电磁_／J汁算nJ‘知，绕绀ik=一coscot+~-Ie=一(coscot—e)的轴向电磁力要远火于径向力。在结构设计上特别(3)要考虑线饼问在轴向的支撑和压紧，线饼问垫块问的距离不超过85ram。此时，在突然短路后半个周期瞬问(cot：7【)，特别是布置在靠近上、_卜铁轭处牵引绕乡Il短路电流达最大值i

7、，TR1．1和TRI．2，Z轴方向最_人短路力可达917．4kN，由线圈指向铁轭的电磁力最火，在线和油箱ik=~f21(1+e-n／coT)=(4)之间必须采取用绝缘楔挤紧，保讧E其机械稳定性，式中，Ik=UI／，=1+e一／=1+轴、y轴方向的短路力均较小，选择半硬铜导e一coLk线，依靠铜导体本身的强度可满足机械稳定性要=1+e—nRkXk；时间常数=Lk／R；R为求。变压器短路电阻；Lk为变