配电变压器抗短路能力的仿真建模分析
-
摘要: 油浸式配电变压器在短路条件下,其内部绕组将承受较大的电热应力联合作用,最终导致配电变压器内部绕组机械损坏,因此需研究油浸式配电变压器的抗短路能力。本文从理论上分析了配电变压器短路条件下的典型电流波形,在MATLAB/Simulink仿真计算平台上搭建了配电变压器短路故障模拟模型,获得了在单相、双相和三相短路条件下的短路电流波形;进一步在ANSYS仿真计算平台上,对一台三相五柱变压器进行了三维实体建模,并分别应用谐波场、瞬态场分析工频电流、瞬态电流作用下配电变压器内部关键部件磁场分布情况,在一定程度上分析了短路条件下配电变压器绕组存在较大短路力的内在原因。建模仿真结果表明:三相短路电流较单相、双相短路电流更大,其值为正常运行电流的1.45倍,且为逐渐衰减的非对称短路电流;磁感应强度在铁芯柱圆周方向上分布是不均匀的,且这种不均匀程度沿高度是变化的,短路工况下的磁密分布达到正常工况的6倍多。本文从仿真建模的角度,对油浸式配电变压器的抗短路能力进行了理论分析,得到油浸式配电变压器在短路状态下短路电流和磁场分布特征,为了解油浸式配电变压器在过载条件下的状态特征和保护措施提供理论参考价值。