[发明专利]一种变压器线圈动稳定性校核方法

权利要求书

1.一种变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）采用单相变压器等值电路来简化分析突发短路时短路电流的瞬变过程；

2）计算最大漏磁通密度；

3）计算线圈每匝导线单位长度受力；

4）计算整个绕组内线圈的辐向力；

5）计算线圈每一线饼所受的电动力；

6）导线惯性矩计算；

7）计算每个线饼的临界失稳强度；

8）根据线圈的辐向失稳平均临界强度和短路时辐向电动力判断，变压器线圈动稳定性是否合格。

2.如权利要求1所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：短路电流的计算方法：

工频下，当变压器二次侧突发短路时，一次侧电路的微分方程为

其中，α为系统电压的初相角，Ls为短路电感，Rs为短路电阻；

求解上式的微分方程，可得短路电流的通解为

由上式，短路电流的峰值与初相角α有关，当α=0时，短路电流的瞬时值在ωt=π时达到最大值Im，则，最大短路电流的峰值为

其中，K为冲击系数，Ik为线圈的额定电流，Zk为短路阻抗。

3.如权利要求2所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：由最大短路电流峰值得到最大漏磁通密度为

式中μ0=1.256×10-6为真空的磁导率，N为线圈匝数，Hw为线圈几何高度。

4.如权利要求3所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：线圈每匝导线单位长度受力为：

。

5.如权利要求4所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：整个绕组内线圈的辐向力为：

式中，Dm为线圈的平均直径。

6.如权利要求5所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：线圈每一线饼所受的电动力为

上式中，M1表示绕组线饼的个数。

7.如权利要求6所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：导线惯性矩的计算包括：对于常规导线，导线惯性矩公式为

其中，n_b下标表示线饼中幅向导线根数；参数Y表示线股间粘结状态的经验系数，1≤Y≤3，对于普通导线Y=1，若导线匝绝缘的外层涂热固性胶，Y=1.4；b为单根导线的辐向宽度；n_t下标为线饼中轴向的导线根数；t为单根导线的轴向高度；

对于换位导线，导线惯性矩公式为

式中，x表示一根换位导线内导线的股数；对于自粘性换位导线取Y=2.3~2.5；n表示每一线饼内换位导线的根数。

8.如权利要求7所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：计算每个线饼的临界失稳强度为：

式中，E表示铜导线的弹性模量，对于软铜线，取E=1.25×105 ，R为线圈的平均半径，m为内线圈的有效支撑数，取实际支撑数的一半。

9.如权利要求8所述变压器线圈动稳定性校核方法，其特征在于：当内线圈的辐向失稳平均临界强度F_B大于短路时辐向电动力F_C时，内线圈就不会发生失稳，即说明线圈机械强度可以承受短路产生的力；本发明采用如下的安全系数，即满足

当校核结果满足安全系数时，变压器线圈动稳定性合格；当校核结果不满足安全系数时，变压器线圈动稳定性不合格，需根据实际情况进行变压器改造。