电力变压器的有限元建模与绕组松动分析.PDF

第 36 卷 第 4 期 电 力 自 动 化 设 备 Ｖｏｌ．36 Ｎｏ．4 ２０ 16 年 4 月 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Apr. ２０ 16 电力变压器的有限元建模与绕组松动分析 弓杰伟 1 ，马宏 忠 1 ，姜 宁 2 ，王春 宁 2 ，李 勇 2 ，周 宇 1 （ 河 海 大 学 能 源与 电气 学院 ，江 苏 南京 ； 国 网江 苏省 电力公 司南京供 电公 司 ，江 苏 南京 ） 1． 2 11100 2. 2 100 19 摘 要 为 了研 究预 紧力 大 小与 变压 器绕组松 动缺 陷的关 系 通过 有 限元 分析 了不 同预 紧力对 变压 器振 动信 ： ， 号 的影响 。 利 用三 维绘 图软件 Pro／ Engineer 绘 制 变压 器模 型 ，导入 有 限元 分析 软件 ANSYS Workbench 进 行 模 态分析和谐 响应 分析 ，并分 别与激振 实验 和短路 试验 的结果进行 比较 ，得 到 了变压 器 固有频 率 随着预 紧力 降低 而减 小的结论 。 进 一 步研 究发 现 ，施加 激励 力后 预 紧力的 变化 对振 动信 号也有较 大的影响 ，变化趋 势 由 不 同位置 处的结构 决定 将 基频振动信 号作 为分析 对 象 研 究其 随预 紧力变化 的规律 并分析 绕组 的 。 100 Hz ， ， 松 动程度 。 仿 真和 实验 结果 的对 比验证 了所建模 型 的正确性及 通过 有 限元模 型对 变压 器绕组松 动进行仿 真 的可行性 。 关键词 ： 变压 器 ； 绕组松 动 ； 有 限元 ； 模 态分析 ； 固有频 率 ； 谐 响应分析 ； 短路 试验 中图分 类号 ： TM 4 1 文献标识码 ： A DOI ： 10.16081／ j .issn.1006-6047.20 16.04.0 13 0 引言 在 复杂 结 构 的动 态 分 析 中 ，需 要 利 用 离 散 化 方 法建立结构 的离散化模 型 。 有 限元方法就是将 结 构 电力变压器在运输过程 中受 到碰撞 或发生外部 离散 为有 限个单元 ，随后将各个单元 的质量矩 阵 、刚 短路故 障 ，都 可能造成绕组松动 和变形故 障 ，变压器 度矩 阵集合成 总 的质量矩 阵 、刚度矩 阵 ，从 而得 到 总 在此状态下长期运行将会 给 电网的安全运行带来很 ［ ］ 的系统 的有 限元模 型 9 。 文献 ［10 鄄 11］建立 了变压器 大 的危 害 ［1鄄2 ］。 因此 ，有 必 要 对 电力 变压器进行 故 障 绕组 的有 限元模 型 ，进行 了模 态分析 ，并 与实验测得 诊 断研究 。 文献 ［3 ］针 对 电力 变 压 器 发 生绕 组