本科论文毕业答辩

1、本科生毕业答辩答 辩 人：XXX班 级： XXX指导老师：XXX 2016.6.7基于有限元的短路电流下的基于有限元的短路电流下的变压器绕组变压器绕组形变研究形变研究主要主要内容内容1研究背景及意义2国内外研究现状3研究思路与方案4具体研究工作5研究工作小结二次侧或近区发生短路故障时，短路冲击电流常常是正常电流的十多倍，绕组受到的电动力是正常运行时的数十倍至数百倍变压器短路变压器短路短路试验难以测量，采用有限元法分析多物理场耦合动态特点动态特点据05年的数据统计，由绕组形变引起的损坏事故台次占总损坏事故台次的55.6%绕组损坏绕组损坏模拟变压器短路时绕组的形变特点，对绕组安装提供建议选题意义选

2、题意义研究研究背景背景研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结国内外研究现状解析法和模拟试验法分析漏磁场数值法分析漏磁场磁场与其它场进行耦合分析对绕组形变的研究早期未分析形变判断是否发生形变计算稳态形变量研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结研究思路设计短路电路，计算电压电流耦合电场磁场，分析绕组受力耦合结构场，仿真动态形变针对形变特点，提出绕组安装建议展望与总结研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结研究思路分析短路过程中绕组动态变化过程1. 对电场、磁场和结构场进行耦合2. 研究绕组形变的动态过程关键点重难点研

3、究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结具体研究方案理论分析简化模型仿真电路场的短路过程耦合磁场计算短路电磁力耦合结构场计算形变有限元软件建立变压器几何模型研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结建立变压器模型SFP-200000/220变压器几何模型研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结建立变压器模型研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结简化短路模型电压Vac为220kV，频率50Hz匝数比Np:Ns=624:74Rp=Rs=6.164短路设置：Rs=if(t=0.25s,6.164,0

4、)短路的相关理论计算对该变压器进行短路的相关理论计算：对该变压器进行短路的相关理论计算：1. 短路前电流为额定电流，短路后高压绕组和低压绕组冲击电流分别为4.27kA、37.9kA，计算公式为：2. 漏磁场的理论分析。将绕组区域的漏磁场分解为轴向分量和辐向分量，计算公式如下：3. 电磁力的理论计算。分析漏磁通时分解为了轴向分量和幅向分量，根据左手定则，绕组中的电磁力也分为轴向分量和辐向分量。本文利用暂态电流和漏磁通密度的值，估算绕组中的暂态电磁力：1002PchKiKIZ额定1,rZeArAABBHJzrrt =()rzzrFJB rB z dF zF r研究背景及意义国内外研究现状研究思路与

5、方案具体研究工作研究工作小结电路场的仿真结果高压绕组（左）和低压绕组（右）的电压波形图仿真的电压波形如左图短路时刻为0.25s高压绕组电压几乎无变化低压绕组短路立即变为0，少许波动研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结电路场的仿真结果高压绕组（左）和低压绕组（右）的电流波形图电流的波形变化如图高压绕组最大值4.2kA，8.8倍低压绕组最大值34.8kA，8.9倍理论冲击电流4.27kA、37.9kA研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结绕组区域漏磁通密度的仿真结果漏磁通密度轴向分量通过磁场的设置可以得到整个域中的漏磁通分布情况，考虑到研究

6、的是绕组的形变，所以主要分析绕组区域的漏磁通。将绕组漏磁通分解为轴向分量和辐向分量，辐向分量又可以分解为x方向和y方向。漏磁通密度x分量漏磁通密度y分量研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结绕组区域漏磁通密度的仿真结果绕组顶部辐向磁通方向顶部和底部的辐向漏磁通高压绕组中的方向是从底部向顶部，经过高压绕组的外部空气区域再回到底部形成闭合回路低压绕组中的方向是从底部向顶部，经过低压绕组的内部空气区域再回到底部形成闭合回路绕组底部辐向磁通方向研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结绕组区域漏磁通密度的仿真结果选取高压绕组中的两点点一和点二波形相同

7、漏磁通密度模短路前为0.15T，短路后稳态值1.22T第一个周期达到峰值1.32T， 8.8倍低压绕组结果类似短路前0.155T，短路后1.38T，8.9倍研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结绕组所受洛伦兹力的仿真结果轴向单位体积洛伦兹力高压绕组2.51104N/m31.79106 N/m371倍低压绕组3.82104N/m32.99106 N/m379倍辐向上的洛伦兹力有相同的变化！研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结绕组形变的动态特点无约束辐向形变：高压绕组向外扩张低压绕组向内收缩；轴向形变：高压绕组被压缩低压绕组被挤压底面约束研

8、究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结绕组形变的动态特点辐向形变：高压绕组向外扩张低压绕组向内收缩；轴向形变：高压绕组被压缩低压绕组被挤压底面约束研究背景及意义国内外研究现状研究思路与方案具体研究工作研究工作小结结论一、一、电场和磁场的仿真结果与理论相符，短路电流和磁场增大为原来的8.8倍，短路电磁力增大为77倍。二、二、绕组的动态形变，高压绕组呈现扩张趋势，并且是在x方向和y方向交替扩张；低压绕组呈现压缩趋势，同样的也是在x方向和y方向交替收缩。辐向上的形变导致了轴向上相应的变化，高压绕组压缩，低压绕组拉伸。三、三、建议在在高压绕组和低压绕组之间设置连接装置，连接的位置选在x轴方向和y轴方向最佳。在轴向高压绕组被压缩，低压绕组被拉伸，可以