一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统，在短路电流作用下，计算变压器绕组导线总应变量的因素包括了短路电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组导线绕制时的初始应变量，因而，在使用变压器绕组导线总应变量计算短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数时，考虑到了变压器绕组导线绕制时的初始应变量，使得短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数的安全裕度更加准确，提高了变压器绕组的幅向抗短路能力评估的准确性，解决了现有的短路作用下变压器绕组幅向弯曲安全系数的计算方法计算得到的安全裕度偏大，难以准确对变压器绕组的幅向抗短路能力进行评估的技术问题。评估的技术问题。评估的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统


[0001]本专利技术涉及变压器
，尤其涉及一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统的重要组成成分，其健康水平和运行状况的好坏直接关系到电力系统运行的安全和稳定。变压器在突发短路故障时，绕组内流过很大的短路电流，从而使线圈受到很大的电动力，会导致变压器绕组的性能下降，尤其是位于内层的绕组，在短路电流作用下，因受到朝内的压力，需特别关注其绕组幅向弯曲的问题。在现有的计算短路作用下变压器绕组幅向弯曲安全系数的方法中，没有考虑绕组在绕制时的初始应变，得到的安全裕度偏大，难以准确对变压器绕组的幅向抗短路能力进行评估。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统，用于解决现有的短路作用下变压器绕组幅向弯曲安全系数的计算方法计算得到的安全裕度偏大，难以准确对变压器绕组的幅向抗短路能力进行评估的技术问题。
[0004]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法，包括：
[0005]对变压器绕组施加短路故障，获取短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力；
[0006]根据短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力，计算短路电流下的变压器绕组环形应力；
[0007]根据短路电流下的变压器绕组环形应力，计算短路电流下的变压器绕组导线应变量；
[0008]根据短路电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组导线绕制时的初始应变量，计算变压器绕组导线总应变量；
[0009]根据变压器绕组导线总应变量计算变压器绕组导线受到的总应力；
[0010]根据变压器绕组导线受到的总应力和变压器绕组导线的临界翘曲应力，计算短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数。
[0011]可选地，短路电流下的变压器绕组环形应力的计算公式为：
[0012][0013]其中，σ为短路电流下的变压器绕组环形应力，F
rad
为短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力，l为变压器绕组撑条之间的距离，h为变压器绕组导线的轴向高度，t为变压器绕组导线的幅向宽度。
[0014]可选地，短路电流下的变压器绕组导线应变量的计算公式为：
[0015][0016]其中，ε0、σ0、m为通过对变压器绕组导线开展应力
‑
应变测试试验获得的常数，ε为短路电流下的变压器绕组导线应变量。
[0017]可选地，变压器绕组导线总应变量的计算公式为：
[0018]ε
total
＝ε
w
+ε
[0019][0020]其中，ε
total
为变压器绕组导线总应变量，ε
w
为变压器绕组导线绕制时的初始应变量，ρ为单根变压器绕组导线绕制的平均半径，PQ为变压器绕组导线绕制前的距离变压器绕组导线中心预置距离y的线段，P
*
Q
*
为变压器绕组导线绕制后的与PQ对应的线段，Δθ
*
为变压器绕组导线绕制后的P
*
Q
*
对应的圆心角。
[0021]可选地，变压器绕组导线受到的总应力的计算公式为：
[0022][0023]其中，σ
total
为变压器绕组导线受到的总应力。
[0024]可选地，变压器绕组导线的临界翘曲应力的计算公式为：
[0025][0026]其中，σ
c
为变压器绕组导线的临界翘曲应力，E0为变压器绕组导线材料应力
‑
应变曲线原点处的斜率，γ、q为通过对变压器绕组导线开展应力
‑
应变测试试验获得的常数，N为变压器绕组撑条根数，k为等效幅向宽度系数，D 为变压器绕组圆周等效直径。
[0027]可选地，短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数的计算公式为：
[0028][0029]其中，SF为短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数。
[0030]本专利技术第二方面提供了一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算系统，包括：
[0031]短路故障设置模块，用于对变压器绕组施加短路故障，获取短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力；
[0032]变压器绕组环形应力计算模块，用于根据短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力，计算短路电流下的变压器绕组环形应力；
[0033]变压器绕组导线应变量计算模块，用于根据短路电流下的变压器绕组环形应力，计算短路电流下的变压器绕组导线应变量；
[0034]变压器绕组导线总应变量计算模块，用于根据短路电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组导线绕制时的初始应变量，计算变压器绕组导线总应变量；
[0035]变压器绕组导线总应力计算模块，用于根据变压器绕组导线总应变量计算变压器绕组导线受到的总应力；
[0036]变压器绕组幅向弯曲安全系数计算模块，用于根据变压器绕组导线受到的总应力和变压器绕组导线的临界翘曲应力，计算短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数。
[0037]可选地，短路电流下的变压器绕组环形应力的计算公式为：
[0038][0039]其中，σ为短路电流下的变压器绕组环形应力，F
rad
为短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力，l为变压器绕组撑条之间的距离，h为变压器绕组导线的轴向高度，t为变压器绕组导线的幅向宽度。
[0040]可选地，短路电流下的变压器绕组导线应变量的计算公式为：
[0041][0042]其中，ε0、σ0、m为通过对变压器绕组导线开展应力
‑
应变测试试验获得的常数，ε为短路电流下的变压器绕组导线应变量。
[0043]从以上技术方案可以看出，本专利技术提供的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统具有以下优点：
[0044]本专利技术提供的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法和系统，在短路电流作用下，计算变压器绕组导线总应变量的因素包括了短路电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组导线绕制时的初始应变量，因而，在使用变压器绕组导线总应变量计算短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数时，考虑到了变压器绕组导线绕制时的初始应变量，使得短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数的安全裕度更加准确，提高了变压器绕组的幅向抗短路能力评估的准确性，解决了现有的短路作用下变压器绕组幅向弯曲安全系数的计算方法计算得到的安全裕度偏大，难以准确对变压器绕组的幅向抗短路能力进行评估的技术问题。
附图说明
[0045]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
[0046]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法，其特征在于，包括：对变压器绕组施加短路故障，获取短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力；根据短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力，计算短路电流下的变压器绕组环形应力；根据短路电流下的变压器绕组环形应力，计算短路电流下的变压器绕组导线应变量；根据短路电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组导线绕制时的初始应变量，计算变压器绕组导线总应变量；根据变压器绕组导线总应变量计算变压器绕组导线受到的总应力；根据变压器绕组导线受到的总应力和变压器绕组导线的临界翘曲应力，计算短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数。2.根据权利要求1所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法，其特征在于，短路电流下的变压器绕组环形应力的计算公式为：其中，σ为短路电流下的变压器绕组环形应力，F
rad
为短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力，l为变压器绕组撑条之间的距离，h为变压器绕组导线的轴向高度，t为变压器绕组导线的幅向宽度。3.根据权利要求2所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法，其特征在于，短路电流下的变压器绕组导线应变量的计算公式为：其中，ε0、σ0、m为通过对变压器绕组导线开展应力
‑
应变测试试验获得的常数，ε为短路电流下的变压器绕组导线应变量。4.根据权利要求3所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法，其特征在于，变压器绕组导线总应变量的计算公式为：ε
total
＝ε
w
+ε其中，ε
total
为变压器绕组导线总应变量，ε
w
为变压器绕组导线绕制时的初始应变量，ρ为单根变压器绕组导线绕制的平均半径，PQ为变压器绕组导线绕制前的距离变压器绕组导线中心预置距离y的线段，P
*
Q
*
为变压器绕组导线绕制后的与PQ对应的线段，Δθ
*
为变压器绕组导线绕制后的P
*
Q
*
对应的圆心角。5.根据权利要求4所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法，其特征在于，变压器绕组导线受到的总应力的计算公式为：其中，σ
total
为变压器绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁耀，鲍连伟，杨家辉，黎文浩，张曦，黄克捷，赵林杰，李锐海，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：