[发明专利]一种变压器绕组短路振动特性的计算方法

摘要

本发明公开了一种变压器绕组短路振动特性的计算方法，首先建立等效模型：用ANSYS建立变压器二维有限元模型，由于二维模型结构表示的不完整性，参数要做一定等效处理。根据材料特性的等效性原理，计算并赋予变压器各部分结构的等效参数。进行振动特性分析：采用ANSYS磁‑结构直接耦合技术，使用变压器二维等效模型，设置系统重力加速度和阻尼参数，并对模型施加边界条件；分别以各线饼的等效电流密度为激励，采用瞬态分析方法，多载荷步加载并求解；利用ANSYS后处理器，输出绕组振动过程中的位移、速度和加速度。本方法实现了对变压器绕组振动问题的降围，以及短路振动特性的准确动态求解。

主权项

一种变压器绕组短路振动特性的计算方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：根据变压器尺寸和部件，在ANSYS中建立变压器二维有限元模型；步骤2：由于二维模型的等效性，分别计算变压器各部分结构的等效属性；(1)计算绕组线饼、垫块层和端圈等结构的等效密度，分别均匀等效处理；(2)计算不同位置绝缘纸板在轴向预紧力作用下的弹性模量；(3)计算各绝缘层的等效弹性模量；步骤3：在ANSYS中定义并分配各结构的材料属性：电磁特性和结构特性；等效结构要赋予步骤2中计算的等效参数：等效密度、等效弹性模量；步骤4：根据模型不同部位精细化程度的不同，分区域合理划分网格结构，并控制网格形状，避免出现畸变；步骤5：定义轴向坐标系下的重力加速度g＝9.8m/s2；考虑系统阻尼的影响，根据具体变压器阻尼大小，定义系统瑞利阻尼常数α和β；步骤6：设置模型边界条件，轴对称边界施加磁通平行条件，固定件施加位移约束条件，分别对压板上边界和托板下边界施加轴向位移约束；步骤7：分别以各线饼的等效电流密度作为激励，以时间历程定义载荷步；设置故障持续0.2s的一段动态载荷，按照1ms为步长，分别对高、低压绕组各线饼加载；步骤8：采用瞬态分析方法，打开大形变效应和瞬态效应，划分载荷子步，设置写入结果文件的频率；步骤9：利用ANSYS后处理器，输出故障过程中绕组振动的位移、速度和加速度随时间变化曲线。