淺談突發(fā)短路時變壓器短路受力情況

趙昔勐 趙寶瑞

摘要：本文主要以常規(guī)油浸式變壓器作為研究對象，從變壓器突發(fā)短路時繞組線圈輻向短路力的情況，分析結果主要用于電磁計算方案線規(guī)選取，利用公式推導輔助完善設計方案，輔助導線屈服強度選取。

關鍵詞：突發(fā)短路;彎曲應力;拉伸應力

1 引言：

變壓器內部是一個非常復雜的磁場區(qū)域，帶電導體在磁場中會受到安培力的作用，正常運行情況下變壓器所承受電流較為穩(wěn)定，導線雖然受力但不會發(fā)生太大的形變。但當變壓器遇到突發(fā)短路情況時短路電流通常會非常大，而安培力公式 中磁通密度 與電流成正比，從而使安培力與短路時電流的平方成正比，此時短時間內斷路器如果不能及時斷開，變壓器繞組上將會承受平時幾百倍甚至更大電磁力，此時線圈會在極短的時間內產生較大的收縮或拉伸，使導線產生損傷從而引起較大的電力事故，所以變壓器耐受短路性能也是衡量變壓器質量的一個非常重要的標準。

2 研究背景：

供電公司因個別產品抗短路不足而發(fā)生短路故障，這給供電公司及用戶帶來了很大的經濟損失。近年來國網公司對變壓器抗短路性能也是越來越重視，為解決因變壓器短路問題造成的電網故障而成立了國網抗短路中心，抗短路中心目前對在運的變壓器進行抗短路計算并對其分類，對未投入運行的變壓器在設計生產之前就要做抗短路性能分析，對未滿足國網抗短路標準的變壓器不允許入網運行。所以對變壓器抗短路性能的研究和分析非常重要，在設計之初就應該滿足抗短路性能。

3 繞組輻向力計算：

由上圖可以看出在短路時根據左手定則內外繞組電流相反，所受到的力也是相反的，所以低壓繞組會受到一個壓縮應力，高壓繞組受到拉伸應力，當拉伸或壓縮應力超過了變壓器繞組所能承受的限制，繞組將會產生嚴重變形，因為變壓器繞組為圓形，圓形物體受到的壓力比受到拉力更容易變形。

對于低壓繞組來說增加內撐條數量可以有效減小撐條間承受的力，但增加撐條數量可能會阻礙油流，所以對于導線屈服應力的選取尤為重要。

由此公式可以在電磁計算方案設計時檢查校驗導線屈服強度是否合適。

4 總結

本文主要變壓器短路時繞組輻向力進行公式推導，計算導線所能承受的應力，用來校核電磁計算方案的合理性，此公式對于繞組線規(guī)的選取，導線屈服應力的選擇有著一定指導作用，使得產品提高變壓器抗短路性能，使設計方案更加的合理，產品更加可靠，隨著國網公司對變壓器抗短路性能的重視，后續(xù)會有很多企業(yè)參照國網標準進行采購變壓器，所以抗短路性能的研究還需繼續(xù)深入。

參考文獻：

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