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電力變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，變壓器繞組可能在巨大的短路電動(dòng)力作用下變形，造成電力設(shè)備損壞，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，變壓器繞組短路一直受到國(guó)內(nèi)外科研人員的關(guān)注。

從研究現(xiàn)狀看，對(duì)變壓器繞組變形的研究主要集中于雙繞組變壓器或者三繞組變壓器的兩個(gè)繞組之間作用的問(wèn)題，缺少對(duì)三相三繞組變壓器的相間、繞組間同時(shí)作用的研究。三繞組變壓器在電力系統(tǒng)中處于樞紐地位，當(dāng)三繞組變壓器發(fā)生短路時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重影響。

福州大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院的研究人員以一臺(tái)50MV?A三相三繞組變壓器作為實(shí)例進(jìn)行研究，根據(jù)該型號(hào)變壓器的實(shí)際參數(shù)，建立變壓器的三維結(jié)構(gòu)模型。利用Ansys系列軟件計(jì)算該變壓器發(fā)生三相對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的漏磁分布和短路電動(dòng)力，通過(guò)磁-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算高、中和低壓繞組的電動(dòng)力分布，重點(diǎn)分析低壓繞組在最大短路電動(dòng)力作用下的變形和應(yīng)力分布。

圖1 變壓器低壓繞組的實(shí)際變形分布

他們最后得到的研究結(jié)論如下：

1）變壓器繞組中部的輻向漏磁小于兩端，并且兩端的輻向漏磁方向相反；而中部的軸向漏磁大于端部。

2）輻向短路電動(dòng)力使低壓、中壓繞組向內(nèi)壓縮，高壓繞組向外膨脹，繞組中部受到輻向電動(dòng)力明顯大于兩端；繞組兩端受到的軸向短路電動(dòng)力大小接近但方向相反，中部的軸向電動(dòng)力為零，繞組兩端的受力方向均指向繞組中部。

3）在短路電動(dòng)力的作用下，低壓繞組中部的變形程度大于繞組兩端，因此在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，需要增強(qiáng)繞組中部的抗短路能力。

本文編自2022年第1期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“短路電動(dòng)力作用下變壓器低壓繞組變形研究”，作者為林野、蘭生 等。