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              1. 變壓器動態

                干式變壓器機械強度

                  干式變壓器繞組載流以后,在它們所在的空間及其所包絡的空間的μ0介質中將建立起漏磁場(軸向的和輻向的);處于這個磁場中的繞組本身又要受到力的作用,這個力稱為“洛侖茲力”或者稱為電動力。電動力在干式變壓器繞組材料中產生機械應力,并部分地傳到干式變壓器其他元件上。在額定電流作用下,電動力并不大;但短路時,電動力將劇增,可以使干式變壓器發生故障甚至損壞。

                  干式變壓器繞組是以繞組墊塊隔開的銅線段所構成的。這種系統的動特性在短路過程中是變化的,因為絕緣墊塊的彈性與其壓緊程度有關,即與作用力有關。電動力本身也不是恒定不變的,而是按照復雜規律變化的。繞組具有幾個固有振蕩頻率,如果電動力的一個頻率與固有振蕩頻率相重合,便產生共振,使壓強增高,超過靜壓強。繞組中的不穩定過程是電磁的和機械的兩個過程的疊加。

                  由長期實踐經驗和短路強度試驗情況可知,干式變壓器在突然短路中,其繞組損壞的主要原因是短路時的輻向力和軸向力作用的結果。在雙繞組干式變壓器中,沿繞組的軸向力使繞組承受壓力或拉力作用。拉力方向是向著鐵軛,它由繞組端部,通過鐵軛絕緣傳至鐵心夾緊裝置。

                  當拉力大于結構件的機械強度時,可使繞組、壓板及夾件等零部件產生變形,嚴重時可將上鐵軛頂起,破壞整個鐵心結構,使整個繞組拉壞。沿繞組徑向的輻向力,使內繞組受壓力,外繞組受拉力作用。當拉力大于導線抗張應力時,則繞組變形,匝絕緣斷裂,整個主、縱絕緣結構遭到破壞,嚴重時甚至導線被拉斷。

                  此外,由于短路時繞組中流過的電流比額定電流大幾十倍,因此負載損耗將比額定運行時大幾百倍,并使繞組溫度迅速上升,因此若不能在短時間內排除故障,則干式變壓器就有被燒壞的可能。

                  雖然對短路時作用在干式變壓器繞組上的電動力的研究已有相當長的時間,但全過程是很復雜的;到目前為止,在計算干式變壓器機械強度時,通常把繞組當做是固定不動的,而把作用在繞組上的電動力看做是一個與流過繞組中大電流相對應的常數。換言之,動態問題代之以靜態問題。


                【本文標簽】: 干式變壓器 機械強度
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