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《沈阳工业大学》 1995年
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大型电力变压器线圈电磁力和局部过热问题研究

李岩  
【摘要】:本文运用电磁场理论和现代计算方法,针对大型电力变压器中的三维瞬态、稳态涡流场与工程界普遍重视的降低附加损耗、防止局部过热和保证短路机械强度等问题,进行了全面、深入、系统的研究。取得了一些具有理论意义和工程实用价值的成果。 首先全面深入地总结了国内外在变压器稳态和瞬态涡流场问题、涡流损耗和线圈电磁力问题及相关的数值计算方法等研究领域的发展概况,针对与课题相关的理论和计算难题进行研究。为降低对计算机资源的需求、满足工程实用,研究和完善了三维瞬态涡流场的T—Ω有限元分域求解方法,研究了三维有限元网格剖分的快速逐层延拓法、矩阵存贮的快速寻址方法和大型代数方程组的快速解法,解决了大型变压器短路电磁力和局部过热等工程电磁场问题的实用计算方法。在此基础上,开发了功能完善、使用方便的计算软件,在16M内存图形工作站上成功地计算了节点数多达十万的大型复杂工程电磁场问题。 本文以DPF1-240000/500型等多台大型电力变压器为例,计算和分析了大型变压器突发短路时线圈所受电磁力的空间分布规律和随时间的瞬变过程。计算和分析工程设计中典型的变压器结构、多线圈排列方式、多种安匝分布方式下大型变压器突发短路时线圈所受电磁力的空间分布规律。同时分析了不同结构尺寸、不同材料等参数变化、不同屏蔽方式对线圈所受电磁力分布的影响,重点研究了线圈动态力问题和线饼受力产生的位移及其对电磁力的反作用,由此提出一些结论和建议,为大型变压器的优化设计提供参考依据。 本文还以SFP-360000/500(三相五柱式)和DFP1-240000/500等大型变压器为例,计算和分析了多种方案下的磁通、涡流、损耗的分布情况及结构件局部过热问题。分别得出了在油箱和屏蔽、夹件、压板、拉板等结构件和线圈内的漏磁和损耗的大小及其在空间的分布规律。分析了不同材料、不同结构尺寸和不同排列方式等参数变化对漏磁场和损耗变化的影响。基于局部过热判据,分析了油箱等金属结构件的局部过热问题,提出了改善这一问题的有效措施和具体建议。文中重点对组合屏蔽问题进行了分析,提出对工程有价值的新建议。 本文在研究分析当前关于测试技术的最新成就的基础上,提出了使用高速摄影机的短路强度测试方案。利用高速摄影机的快速反应能力,可以测出短路全过程中变压器绕组导线的位移和形变,以便对变压器线圈的机械强度和稳定性问题进行全面分析。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1995
【分类号】:TM41

【引证文献】
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1 李洪奎;大型电力变压器绕组短路强度与稳定性研究[D];沈阳工业大学;2011年
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8 朱可晴;可控电抗器附加损耗计算[D];沈阳工业大学;2012年
9 彭惠;变压器漏磁场及箱体涡流损耗计算[D];清华大学;2004年
10 康雅华;电力变压器涡流损耗和温升的计算与分析[D];沈阳工业大学;2007年
【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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3 张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
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7 陈俐霞;柴凤;程树康;;内置式集中绕组永磁同步电动机的性能研究[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
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9 苏晓明;;水面舰船通信系统电磁兼容研讨[A];2010第十五届可靠性学术年会论文集[C];2010年
10 张玉宝;王磊;;基于振动过程的机电换能器研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
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2 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
3 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
4 李洪奎;大型电力变压器绕组短路强度与稳定性研究[D];沈阳工业大学;2011年
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7 赵海森;超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D];华北电力大学(北京);2011年
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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9 王志华;有限元与无单元耦合法在电磁场数值计算中的应用研究[D];河北工业大学;2006年
10 余伟;管绞机磁力支承结构设计和控制的研究[D];合肥工业大学;2006年
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