(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211041404.6 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 南方电网科 学研究院有限责任公司 地址 510663 广东省广州市萝岗区科 学城 科翔路11号J1栋3、 4、 5楼及J3 栋3楼 (72)发明人 袁耀　鲍连伟　杨家辉　黎文浩　 张曦　黄克捷　赵林杰　李锐海　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 刘晓娟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方 法和系统 (57)摘要 本发明公开了一种变压器绕组幅向弯曲安 全系数计算方法和系统， 在短路电流作用下， 计 算变压器绕组导线总应变量的因素包括了短路 电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组 导线绕制时的初始应变量， 因而， 在使用变压器 绕组导线总应变量计算短路电流下变压器绕组 幅向弯曲安全系数时， 考虑到了变压器绕组导线 绕制时的初始 应变量， 使 得短路电流下变压器绕 组幅向弯曲安全系数的安全裕度更加准确， 提高 了变压器绕组的幅向抗短路能力评估的准确性， 解决了现有的短路作用下变压器绕组幅向弯曲 安全系数的计算方法计算得到的安全裕度偏大， 难以准确对变压器绕组的幅向抗短路能力进行 评估的技 术问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115392031 A 2022.11.25 CN 115392031 A 1.一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特 征在于， 包括： 对变压器绕组施加短路故障， 获取短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力； 根据短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形压力， 计算短路电流下的变压器 绕组 环形应力； 根据短路电流下的变压器绕组环形应力， 计算短路电流下的变压器绕组导线应 变量； 根据短路电流下的变压器绕组导线应变量和变压器绕组导线绕制时的初始应变量， 计 算变压器绕组导线总应 变量； 根据变压器绕组导线总应 变量计算变压器绕组导线受到的总应力； 根据变压器绕组导线受到的总应力和变压器绕组导线的临界翘曲应力， 计算短路电流 下变压器绕组幅向弯曲安全系数。 2.根据权利要求1所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特征在于， 短路电 流下的变压器绕组环形应力的计算公式为： 其中， σ 为短路电流下的变压器绕组环形应力， Frad为短路电流作用下变压器绕组导线 受到的环形压力， l为变压器绕组撑条之间的距离， h为变压器绕组导线的轴向高度， t为变 压器绕组导线的幅向宽度。 3.根据权利要求2所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特征在于， 短路电 流下的变压器绕组导线应 变量的计算公式为： 其中， ε0、 σ0、 m为通过对变压器绕组导线开展应力 ‑应变测试试验获得 的常数， ε为短路 电流下的变压器绕组导线应 变量。 4.根据权利要求3所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特征在于， 变压器 绕组导线总应 变量的计算公式为： εtotal＝ εw+ ε 其中， εtotal为变压器绕组导线总应变量， εw为变压器绕组导线绕制时的初始应变量， ρ 为单根变压器绕组导线绕制的平均半径， PQ为变压器绕组导线绕制前的距离变压器绕组导 线中心预置距离y的线段， P*Q*为变压器绕组导线绕制后的与PQ对应的线段， Δθ*为变压器 绕组导线绕制后的P*Q*对应的圆心角。 5.根据权利要求4所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特征在于， 变压器 绕组导线受到的总应力的计算公式为： 其中， σtotal为变压器绕组导线受到的总应力。 6.根据权利要求5所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特征在于， 变压器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392031 A 2绕组导线的临界翘曲应力的计算公式为： 其中， σc为变压器绕组导线的临界翘 曲应力， E0为变压器绕组导线材料应力 ‑应变曲线 原点处的斜率， γ、 q为通过对变压器绕组导线开展应力 ‑应变测试试验获得的常数， N为变 压器绕组撑条根数， k 为等效幅向宽度系数， D为变压器绕组圆周等效直径。 7.根据权利要求6所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算方法， 其特征在于， 短路电 流下变压器绕组幅向弯曲安全系数的计算公式为： 其中， SF为短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数。 8.一种变压器绕组幅向弯曲安全系数计算系统， 其特 征在于， 包括： 短路故障设置模块， 用于对变压器绕组施加短路故障， 获取短路电流作用下变压器绕 组导线受到的环形压力； 变压器绕组环形应力计算模块， 用于根据短路电流作用下变压器绕组导线受到的环形 压力， 计算短路电流下的变压器绕组环形应力； 变压器绕组导线应变量计算模块， 用于根据短路电流下的变压器绕组环形应力， 计算 短路电流下的变压器绕组导线应 变量； 变压器绕组导线总应变量计算模块， 用于根据短路电流下的变压器绕组导线应变量和 变压器绕组导线绕制时的初始应 变量， 计算变压器绕组导线总应 变量； 变压器绕组导线总应力计算模块， 用于根据变压器绕组导线总应变量计算变压器 绕组 导线受到的总应力； 变压器绕组幅向弯曲安全系数计算模块， 用于根据变压器绕组导线受到的总应力和变 压器绕组导线的临界翘曲应力， 计算短路电流下变压器绕组幅向弯曲安全系数。 9.根据权利要求8所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算系统， 其特征在于， 短路电 流下的变压器绕组环形应力的计算公式为： 其中， σ 为短路电流下的变压器绕组环形应力， Frad为短路电流作用下变压器绕组导线 受到的环形压力， l为变压器绕组撑条之间的距离， h为变压器绕组导线的轴向高度， t为变 压器绕组导线的幅向宽度。 10.根据权利要求9所述的变压器绕组幅向弯曲安全系数计算系统， 其特征在于， 短路 电流下的变压器绕组导线应 变量的计算公式为： 其中， ε0、 σ0、 m为通过对变压器绕组导线开展应力 ‑应变测试试验获得 的常数， ε为短路 电流下的变压器绕组导线应 变量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392031 A 3