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基于Lemaitre损伤模型的变压器绕组短路累积效应
1
作者
井永腾
白兆玉
+3 位作者
陈麒行
王雄博
于占洋
李岩
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第27期11622-11631,共10页
当突发短路故障时,电流会瞬间激增,这种高电流与绕组内的漏磁相互作用会产生巨大的电动力,易导致绕组扭曲、变形甚至断裂。若未及时发现绕组变形等潜在问题并继续运行,其累积效应会逐步加剧,严重威胁电力变压器的使用寿命和可靠性。基于...
当突发短路故障时,电流会瞬间激增,这种高电流与绕组内的漏磁相互作用会产生巨大的电动力,易导致绕组扭曲、变形甚至断裂。若未及时发现绕组变形等潜在问题并继续运行,其累积效应会逐步加剧,严重威胁电力变压器的使用寿命和可靠性。基于Lemaitre损伤模型,构建了包含累积效应的短路冲击仿真模型。通过有限元方法计算短路时绕组周围的漏磁场分布,结合电磁场与结构场的多物理场耦合,对绕组在电动力作用下的应力分布、形变过程进行监测,并分析了累积效应对绕组结构稳定性影响的规律。同时,通过构建含不同短路点的电力系统模型模拟多样化工况,利用Lemaitre损伤模型量化分析每次短路冲击对绕组的影响。并基于大量仿真数据,提出L-N损伤方程来描述绕组短路冲击累积效应,为变压器状态评估、预防性维护提供了科学依据。
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关键词
变压器
短路冲击
Lemaitre损伤模型
累积效应
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职称材料
基于有限元和解析计算的电力变压器抗短路能力评估方法
2
作者
王雄博
井永腾
+2 位作者
于占洋
李岩
孟天男
《高电压技术》
2025年第9期4638-4650,共13页
电力变压器抗短路能力是反映变压器制造水平和评估其可靠性的关键指标之一。针对现有线饼模型计算应力和形变结果偏小以及缺乏试验验证的问题,提出一种基于导线-匝绝缘模型的有限元评估方法,解决了短路工况下变压器绕组形变量和应力准...
电力变压器抗短路能力是反映变压器制造水平和评估其可靠性的关键指标之一。针对现有线饼模型计算应力和形变结果偏小以及缺乏试验验证的问题,提出一种基于导线-匝绝缘模型的有限元评估方法,解决了短路工况下变压器绕组形变量和应力准确计算的问题,并以1台40 000 kVA/110 kV电力变压器为研究样机验证所提方法。首先,开展纸绝缘拉伸试验以确定导线-匝绝缘模型参数,应用“电磁-结构”有限元法对样机在高压-中压额定运行时,中压绕组发生对称短路的漏磁场、电磁力、变形和应力进行计算。其次,给出了普通导线、自粘换位导线与结构件上应力计算式,开发了基于轴对称有限元法和解析法的变压器抗短路能力校核软件,可对绕组漏磁场和电磁力载荷进行计算以及对绕组稳定性进行校核评估。最后,在绕组区域布置漏磁等传感元件对样机进行了漏磁场测试。吊芯后绕组的变形情况与漏磁试验结果验证了所提方法和软件计算的准确性,所提方法和软件可实现变压器抗短路能力的快速、准确评估。
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关键词
电力变压器
漏磁场
短路力
有限元
绕组稳定性
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职称材料
题名
基于Lemaitre损伤模型的变压器绕组短路累积效应
1
作者
井永腾
白兆玉
陈麒行
王雄博
于占洋
李岩
机构
沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第27期11622-11631,共10页
基金
国家自然科学基金(U2166213)
辽宁省教育厅基本科研项目(LJKMZ20220508)。
文摘
当突发短路故障时,电流会瞬间激增,这种高电流与绕组内的漏磁相互作用会产生巨大的电动力,易导致绕组扭曲、变形甚至断裂。若未及时发现绕组变形等潜在问题并继续运行,其累积效应会逐步加剧,严重威胁电力变压器的使用寿命和可靠性。基于Lemaitre损伤模型,构建了包含累积效应的短路冲击仿真模型。通过有限元方法计算短路时绕组周围的漏磁场分布,结合电磁场与结构场的多物理场耦合,对绕组在电动力作用下的应力分布、形变过程进行监测,并分析了累积效应对绕组结构稳定性影响的规律。同时,通过构建含不同短路点的电力系统模型模拟多样化工况,利用Lemaitre损伤模型量化分析每次短路冲击对绕组的影响。并基于大量仿真数据,提出L-N损伤方程来描述绕组短路冲击累积效应,为变压器状态评估、预防性维护提供了科学依据。
关键词
变压器
短路冲击
Lemaitre损伤模型
累积效应
Keywords
transformer
short-circuit impact
Lemaitre damage model
cumulative effect
分类号
TM412 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
基于有限元和解析计算的电力变压器抗短路能力评估方法
2
作者
王雄博
井永腾
于占洋
李岩
孟天男
机构
沈阳工业大学输变电技术研究所
出处
《高电压技术》
2025年第9期4638-4650,共13页
基金
国家自然科学基金联合基金重点项目(U2166213)。
文摘
电力变压器抗短路能力是反映变压器制造水平和评估其可靠性的关键指标之一。针对现有线饼模型计算应力和形变结果偏小以及缺乏试验验证的问题,提出一种基于导线-匝绝缘模型的有限元评估方法,解决了短路工况下变压器绕组形变量和应力准确计算的问题,并以1台40 000 kVA/110 kV电力变压器为研究样机验证所提方法。首先,开展纸绝缘拉伸试验以确定导线-匝绝缘模型参数,应用“电磁-结构”有限元法对样机在高压-中压额定运行时,中压绕组发生对称短路的漏磁场、电磁力、变形和应力进行计算。其次,给出了普通导线、自粘换位导线与结构件上应力计算式,开发了基于轴对称有限元法和解析法的变压器抗短路能力校核软件,可对绕组漏磁场和电磁力载荷进行计算以及对绕组稳定性进行校核评估。最后,在绕组区域布置漏磁等传感元件对样机进行了漏磁场测试。吊芯后绕组的变形情况与漏磁试验结果验证了所提方法和软件计算的准确性,所提方法和软件可实现变压器抗短路能力的快速、准确评估。
关键词
电力变压器
漏磁场
短路力
有限元
绕组稳定性
Keywords
power transformer
leakage flux
short-circuit force
finite element
winding stability
分类号
TM41 [电气工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Lemaitre损伤模型的变压器绕组短路累积效应
井永腾
白兆玉
陈麒行
王雄博
于占洋
李岩
《科学技术与工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于有限元和解析计算的电力变压器抗短路能力评估方法
王雄博
井永腾
于占洋
李岩
孟天男
《高电压技术》
2025
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职称材料
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