螺旋繞組扭轉(zhuǎn)電磁力
變壓器廠家發(fā)生短路時(shí)， 短路電動(dòng)力分為軸向力、徑向力和切向力。 切向力與軸向電流分量及輻向漏磁場有關(guān)， 是由二者共同作用產(chǎn)生的。 輻向漏磁場是由軸向電流分量、端部漏磁通彎曲及安匝分布不平衡產(chǎn)生的。 變壓器廠家由于軸向電流分量對輻向漏磁場的影響較小， 故輻向漏磁場主要是由于繞組端部漏磁場的彎曲及安匝分布不平衡所致。
對于螺旋式繞組， 線餅沿一小角度螺旋上升。
因而， 不僅有圓周方向的電流， 繞阻各處還有軸線方向的電流分量， 即J = JQ+ J Z這樣， 在變壓器繞組中， 輻向磁密與軸向電流分量相互作用， 產(chǎn)生了沿螺旋繞組圓周方向的扭轉(zhuǎn)力，進(jìn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩。 特別是三峽工程需要使用的840 MVA 超大容量電力變壓器， 其低壓繞組額定電流可達(dá) 2 5 kA， 因而其軸向電流分量對短路強(qiáng)度的影響更不容忽視。
在繞組上下兩部分中， 由于輻向磁密的方向相反， 因而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩也相反。 對于相鄰線餅， 當(dāng)墊塊與線餅之間的摩擦力小于兩個(gè)線餅的扭轉(zhuǎn)力之差時(shí)， 便產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)， 線餅及墊塊便沿圓周方向扭轉(zhuǎn)， 整個(gè)繞組便沿螺旋方向產(chǎn)生擰緊的扭轉(zhuǎn)變形。 變壓器廠家在繞組的端部有放大油道， 輻向磁密的數(shù)值較大， 處于嚴(yán)重安匝不平衡狀態(tài)， 因而會(huì)產(chǎn)生較大的輻向漏磁場，與軸向電流分量的作用會(huì)產(chǎn)生較大的切向力， 從而對低壓螺旋繞組的扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生較大的影響。
在進(jìn)行漏磁場的計(jì)算時(shí)， 一般可忽略電流的軸向分量 J Z Z， 但在扭轉(zhuǎn)力的計(jì)算中， 該電流分量不能忽略。
單位長度線餅上扭轉(zhuǎn)力密度的計(jì)算有f = B r i（ t ）sin因而單位長度線餅上的扭轉(zhuǎn)力為F = 2 r / cos 0 f dl = 2 r/ cos 0 B r i（ t）sin d l因而單位長度線餅的扭矩為M = F r = r 2 r/ cos 0 B r i（ t）sin dl
輻向漏磁場在端部最大， 從而引起扭轉(zhuǎn)力在端部也最大。 壓板通過墊塊緊壓在繞組端部， 因而壓板材料對端部漏磁有較大的影響。 壓板大體有以下幾種材料： 特硬紙板、碳素鋼和低磁鋼。 本文對變壓器壓板材料對低壓螺旋繞組扭轉(zhuǎn)電磁力的影響進(jìn)行了分析計(jì)算。 變壓器壓板材料對低壓螺旋繞組扭轉(zhuǎn)電磁力的影響較大， 主要表現(xiàn)在繞組的端部區(qū)域。 低磁鋼材料壓板和碳素鋼材料壓板使螺旋繞組單位長度扭轉(zhuǎn)電磁力增大， 變壓器廠家這主要是壓板渦流的影響， 同特硬紙板材料壓板相比， 相差約 8 41% 15 72% . 磁性材料壓板對繞組端部漏磁影響較大， 使端部扭轉(zhuǎn)電磁力明顯減小。 同特硬紙板材料壓板相比， 相差約 30%. 通過上述的計(jì)算分析可以看出： 從減小繞組端部扭轉(zhuǎn)電磁力的角度出發(fā)， 選用磁性材料壓板較好。
低壓螺旋繞組端部出頭對扭轉(zhuǎn)電磁力的影響
變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算中所給出的安匝是平均安匝， 在電磁場數(shù)值計(jì)算中是按此平均安匝來進(jìn)行的。 因而， 對于繞組安匝不平衡所引起的輻向漏磁通， 用數(shù)值計(jì)算的方法可較準(zhǔn)確地求出。 而端部繞組出頭線匝會(huì)產(chǎn)生附加輻向漏磁場， 且扭轉(zhuǎn)電磁力在繞組的端部位置最大， 因而還需分析由于端部線匝出頭所引起的附加扭轉(zhuǎn)電磁力的影響。 本文對此進(jìn)行了計(jì)算分析。
在計(jì)算時(shí)， 根據(jù)繞組端部出頭的不同高度在端部附加一小安匝分區(qū)。
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