电力变压器的有限元建模与绕组松动分析.PDF
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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
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