心式變壓器短路力應(yīng)力計(jì)算、變壓器短路損壞機(jī)理

1、附錄A（資料性附錄）心式變壓器短路力/ 應(yīng)力計(jì)算A.1 平均環(huán)形拉伸（壓縮）應(yīng)力平均環(huán)形拉伸（壓縮）應(yīng)力的計(jì)算見式（C.1 ）：tc2 10 10 IX2WDav k y2 K I2（C.1 ）msHK式中：t平均環(huán)形拉伸應(yīng)力（MPa）；c平均環(huán)形壓縮應(yīng)力（MPa）；I X在分接位置的每柱相額定電流（有效值）（A）；W 每柱匝數(shù)；洛氏系數(shù)；D av 繞組平均直徑（mm）；k y短路電流的不對稱系數(shù)，當(dāng)變壓器三相容量小于等于100MVA時(shí)，取 1.8 ；當(dāng)變壓器三相容量大于100MVA時(shí)，取 1.9 ；K I短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)；m 每匝并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)；s單根扁導(dǎo)線、復(fù)合導(dǎo)線或自粘換位導(dǎo)線的截面(m

2、m2) ；H K繞組電抗高度(m ) 。A.2輻向彎曲應(yīng)力輻向彎曲應(yīng)力的計(jì)算見式（C.2 ）：M' -102Wr 22 2s fr=2p10I Xmna12b1H KkyK I l r（C.2 ）式中：fr輻向彎曲應(yīng)力（MPa）；M ' 曲梁系數(shù)，繞組內(nèi)側(cè)彈性支撐的徑向彎曲應(yīng)力所占比例系數(shù)；I X在分接位置的每柱相額定電流（有效值）（A）；W 每柱匝數(shù)；洛氏系數(shù)；k y 短路電流的不對稱系數(shù)，當(dāng)變壓器三相容量小于等于100MVA時(shí)，取 1.8 ；當(dāng)變壓器三相容量大于100MVA時(shí)，取 1.9 ；K I 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)；m 每匝并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)；n 每根非自粘復(fù)合導(dǎo)線中的小導(dǎo)線根

3、數(shù)，對于自粘復(fù)合導(dǎo)線和自粘換位導(dǎo)線n =1；a1普通扁導(dǎo)線及非自粘復(fù)合導(dǎo)線，a1a ；自粘復(fù)合導(dǎo)線，a1Na ,N為單根復(fù)合導(dǎo)線中的小導(dǎo)線根數(shù)；自粘換位導(dǎo)線：a10.4 （N -1）/ 2a ，N 為單根換位導(dǎo)線中的小導(dǎo)線根數(shù)；b1普通扁導(dǎo)線和復(fù)合導(dǎo)線，b1b ；自粘換位導(dǎo)線：b12b ；a 單根導(dǎo)線輻向尺寸 ( mm) ，對于復(fù)合導(dǎo)線或換位導(dǎo)線指導(dǎo)線中的單根小導(dǎo)線輻向尺寸；b 單根導(dǎo)線軸向尺寸 ( mm) ，對于復(fù)合導(dǎo)線或換位導(dǎo)線指導(dǎo)線中的單根小導(dǎo)線軸向尺寸；H K 繞組電抗高度( m ) ；l r輻向跨距 ( mm ) 。l r的計(jì)算公式見式（C.3 ）：lrDavbst（C.3 ）nsp

4、式中：D av 繞組平均直徑（mm）；nsp 墊塊檔數(shù)；bst 撐條寬 ( mm) 。A.3 軸向彎曲應(yīng)力軸向彎曲應(yīng)力的計(jì)算見式（C.4 ）：fa410 9 I X2 W sla2k y2 K I2（C.4 ）mna2b22式中：fa軸向彎曲應(yīng)力（MPa）；I X在分接位置的每柱相額定電流（有效值）（A）；W 每柱匝數(shù)；最大不平衡安匝百分?jǐn)?shù)(%) ；s 不平衡安匝橫向洛氏系數(shù)；k y短路電流的不對稱系數(shù)，當(dāng)變壓器三相容量小于等于100MVA時(shí)，取 1.8 ；當(dāng)變壓器三相容量大于100MVA時(shí)，取 1.9 ；K I短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)；m 每匝并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)；n 每根非自粘復(fù)合導(dǎo)線中的小導(dǎo)線根數(shù)，對

5、于自粘復(fù)合導(dǎo)線和自粘換位導(dǎo)線n=1；a2普通扁導(dǎo)線及非自粘復(fù)合導(dǎo)線，a2 a ；自粘復(fù)合導(dǎo)線， a2Na , N 為單根復(fù)合導(dǎo)線中的小導(dǎo)線根數(shù)；自粘換位導(dǎo)線： a2（N -1）/2a ， N 為單根換位導(dǎo)線中的小導(dǎo)線根數(shù)；b2普通導(dǎo)線和復(fù)合導(dǎo)線，b2b ；自粘換位導(dǎo)線： b20.72b ；a 單根導(dǎo)線輻向尺寸 ( mm) ，對于復(fù)合導(dǎo)線或換位導(dǎo)線指導(dǎo)線中的單根小導(dǎo)線輻向尺寸；b 單根導(dǎo)線軸向尺寸 ( mm) ，對于復(fù)合導(dǎo)線或換位導(dǎo)線指導(dǎo)線中的單根小導(dǎo)線軸向尺寸； 橫向漏磁組總寬度 ( mm) ；l a軸向跨距 ( mm) 。l a 的計(jì)算公式見式（C.5 ）：l aD obsp（C.5 ）ns

6、p式中：D o 繞組外徑（mm）；nsp 墊塊檔數(shù)；bsp 墊塊寬 ( mm) 。A.4螺旋式繞組出頭處的推力螺旋式繞組出頭處的推力的計(jì)算見式（C.6 ）：TfcAD10 3式中：Tf螺旋式繞組出頭處的推力（kN）；c 平均環(huán)形壓縮應(yīng)力（MPa）；AD螺旋式繞組出頭截面積( mm2 ) 。A.5端部層壓塊絕緣構(gòu)件和端環(huán)上的壓縮應(yīng)力端部層壓塊絕緣構(gòu)件和端環(huán)上的壓縮應(yīng)力的計(jì)算見式（C.7 ）：dhFth -上103n b b式中：dh端部層壓塊絕緣構(gòu)件和端環(huán)上的壓縮應(yīng)力（MPa）；Fth - 上 最大軸向端部向上推力（kN）；nsp墊塊檔數(shù)；bsp墊塊寬 ( mm) ；bd繞組輻向?qū)挾龋╩m）。A

7、.6公共壓環(huán)或壓板上的壓縮應(yīng)力公共壓環(huán)或壓板上的壓縮應(yīng)力的計(jì)算見式（C.8 ）：yhFth-上Fp103 （ MPa）Syh（ C.6 ）（ C.7 ）（ C.8 ）式中：yh公共壓環(huán)或壓板上的壓縮應(yīng)力（MPa）；Fth - 上 最大軸向端部向上推力（kN）；Fp每個(gè)心柱的夾緊力（ kN）；其中，器身采用彈簧壓釘壓緊結(jié)構(gòu)時(shí)，F(xiàn)p每柱壓釘數(shù)壓釘標(biāo)稱壓力（ kN）；器身僅靠預(yù)壓緊時(shí)，F(xiàn)p每柱器身預(yù)壓緊力小于1的殘留系數(shù)（）；kNSyh每柱壓環(huán)與壓釘或壓塊接觸的總面積( mm2 ) 。A.7拉板上的拉伸應(yīng)力拉板上的拉伸應(yīng)力的計(jì)算見式（C.9）：rodFth-上Fp 103（C.9 ）AL式中：rod

8、拉板上的拉伸應(yīng)力（MPa）；Fth - 上 最大軸向端部向上推力（kN）；Fp每個(gè)心柱的夾緊力（kN）；AL每柱拉板的總截面( mm2 ) 。ABA附錄B（資料性附錄）變壓器短路損壞機(jī)理B.1繞組短路電動(dòng)力的產(chǎn)生變壓器在承受短路沖擊時(shí)， 繞組中短路電流與所占空間及其周圍空間產(chǎn)生的漏磁場共同作用，產(chǎn)生遠(yuǎn)大于額定電流作用下的電動(dòng)力，此作用力在變壓器繞組材料上產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，并部分傳遞到其他元件。B.2繞組損壞的主要模式變壓器繞組的損壞都是在軸向短路力和輻向短路力的共同作用下發(fā)生，但由于變壓器繞組最終損壞形式往往表現(xiàn)在輻向或軸向某一方面更明顯，同時(shí)輻向與軸向損壞特點(diǎn)與分析方法存在明顯的差異，所以在進(jìn)行

9、損壞機(jī)理分析時(shí)，一般在輻向和軸向分開進(jìn)行分析計(jì)算。其對應(yīng)的典型繞組損壞模式為：輻向失穩(wěn)和軸向失穩(wěn)。輻向失穩(wěn)短路電流流經(jīng)變壓器繞組后，在軸向漏磁作用下，繞組各導(dǎo)線上將產(chǎn)生較大的輻向力。其特點(diǎn)是內(nèi)外繞組受到使其分離的作用， 即外繞組在圓周方向受張力， 并有增大直徑的趨勢，導(dǎo)線受拉應(yīng)力， 內(nèi)繞組在圓周方向受到壓力， 有減少直徑的趨勢， 導(dǎo)線受壓應(yīng)力。 內(nèi)繞組在繞組圓周某一方向撐條間距內(nèi)， 線餅上所有導(dǎo)線都向外凸出， 或在相鄰的撐條間距內(nèi)， 線餅上的所有導(dǎo)線都向內(nèi)凹陷， 或兩種變形同時(shí)存在， 這種局部變形不僅在圓周方向是不對稱的，而且在整個(gè)繞組高度上的所有線餅也不一定都產(chǎn)生這種變形。此種變形模式稱為輻向失穩(wěn)。軸向失穩(wěn)短路電流在繞組端部彎曲的漏磁和沿繞組分布不平衡安匝引起的輻向漏磁共同作用下，引起軸向力。 由于短路電流在短路