本文關(guān)鍵詞：電力變壓器渦流損耗計(jì)算和屏蔽效果研究

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【摘要】：隨著電力變壓器的容量等級(jí)和電壓等級(jí)的不斷提高,變壓器各結(jié)構(gòu)件承受的漏磁通密度大幅度增加,這些漏磁會(huì)在變壓器的金屬結(jié)構(gòu)件中感應(yīng)出渦流,形成渦流損耗,不僅會(huì)浪費(fèi)能源降低變壓器的運(yùn)行效率,還可能在變壓器結(jié)構(gòu)件中形成局部過熱。因而需要相應(yīng)的屏蔽措施來合理解決結(jié)構(gòu)件中的漏磁問題。針對(duì)大容量電力變壓器結(jié)構(gòu)件渦流損耗和屏蔽問題,本文以一臺(tái)334MVA單相自耦變壓器為研究對(duì)象,首先計(jì)算分析了變壓器二維漏磁場(chǎng)的大小和分布情況,并將仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相比較,驗(yàn)證了Maxwell有限元軟件計(jì)算變壓器二維漏磁場(chǎng)的正確性。利用三維瞬態(tài)有限元法對(duì)變壓器箱體的渦流損耗和屏蔽做了計(jì)算研究,在考慮箱體材料的非線性和磁屏蔽疊片各向異性非線性磁特性情況下,本文計(jì)算分析了箱體不同屏蔽方式和屏蔽結(jié)構(gòu)的屏蔽特性,分別計(jì)算了配置箱體前后側(cè)磁屏蔽、增加上下磁屏蔽和增添箱體拐角銅屏蔽三種屏蔽方案下箱體的磁場(chǎng)和渦流損耗,并對(duì)箱體前后側(cè)磁屏蔽依次從屏蔽板的寬度、屏蔽板的高度、屏蔽板的厚度、屏蔽板間的間距以及屏蔽板與箱體間的距離五個(gè)方面進(jìn)行了屏蔽結(jié)構(gòu)優(yōu)化。基于計(jì)算結(jié)果,總結(jié)了箱體不同屏蔽方式和屏蔽結(jié)構(gòu)的屏蔽特性。對(duì)變壓器夾件的損耗及其屏蔽措施做了研究。通過對(duì)夾件渦流損耗的瞬態(tài)精確計(jì)算與表面阻抗法的近似計(jì)算作對(duì)比,找到夾件材料的等效磁導(dǎo)率,然后,針對(duì)夾件的損耗分布情況,提出了四種相應(yīng)的屏蔽方案,利用表面阻抗法計(jì)算的快速性對(duì)所提出的四種屏蔽方案做優(yōu)化研究,比較不同屏蔽方案下屏蔽效果的優(yōu)劣性,得出適于夾件的屏蔽結(jié)構(gòu)。并進(jìn)一步通過對(duì)U型屏蔽方案的優(yōu)化過程做瞬態(tài)計(jì)算,驗(yàn)證表面阻抗法在夾件添加磁屏蔽后計(jì)算的準(zhǔn)確性,得出了在給夾件選擇了合適的等效磁導(dǎo)率后,采用表面阻抗法計(jì)算得到的結(jié)果具有比較高的計(jì)算精度。最后對(duì)變壓器的箱體和夾件做了磁熱耦合分析,以結(jié)構(gòu)件的渦流損耗計(jì)算結(jié)果作為熱源載荷進(jìn)行加載,得到了箱體和夾件在沒有磁屏蔽和有磁屏蔽情況下的溫度分布。驗(yàn)證了在沒有屏蔽措施時(shí),變壓器箱體和夾件都會(huì)出現(xiàn)局部過熱問題,在采取不同磁屏蔽措施后可不同程度的將低變壓器箱體和夾件的溫升。
【關(guān)鍵詞】：電力變壓器 三維瞬態(tài)場(chǎng) 漏磁場(chǎng) 渦流損耗 電磁屏蔽 局部過熱
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 渦流損耗的計(jì)算方法11-13
• 1.2.2 降低變壓器結(jié)構(gòu)件損耗方法13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 變壓器漏磁場(chǎng)分析計(jì)算15-23
• 2.1 電磁場(chǎng)分析的有限元基本理論15-17
• 2.2 變壓器漏磁場(chǎng)原理分析17-18
• 2.3 變壓器二維漏磁場(chǎng)計(jì)算及驗(yàn)證18-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 變壓器箱體渦流損耗計(jì)算與屏蔽研究23-37
• 3.1 引言23
• 3.2 Maxwell 3D瞬態(tài)求解算法精確性驗(yàn)證23-25
• 3.3 變壓器有限元模型25-27
• 3.3.1 模型建立25-26
• 3.3.2 材料屬性26
• 3.3.3 邊界條件與激勵(lì)源26
• 3.3.4 網(wǎng)格剖分26-27
• 3.3.5 求解設(shè)置27
• 3.4 無屏蔽時(shí)的計(jì)算結(jié)果27-29
• 3.5 不同屏蔽方案時(shí)的計(jì)算結(jié)果29-33
• 3.5.1 屏蔽方案一29-30
• 3.5.2 屏蔽方案二30-31
• 3.5.3 屏蔽方案三31-33
• 3.6 不同屏蔽結(jié)構(gòu)的屏蔽效果研究33-36
• 3.6.1 屏蔽寬度對(duì)箱體渦流損耗的影響33-34
• 3.6.2 屏蔽高度對(duì)箱體渦流損耗的影響34
• 3.6.3 屏蔽厚度對(duì)箱體渦流損耗的影響34
• 3.6.4 屏蔽板間距對(duì)箱體渦流損耗的影響34-35
• 3.6.5 屏蔽板到箱壁距離對(duì)箱體渦流損耗的影響35-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第4章 變壓器夾件渦流損耗計(jì)算與屏蔽研究37-48
• 4.1 引言37-38
• 4.2 無屏蔽時(shí)夾件渦流損耗計(jì)算38-40
• 4.2.1 瞬態(tài)求解器中基于趨膚深度內(nèi)分層剖分的計(jì)算結(jié)果38-39
• 4.2.2 渦流求解器中基于表面阻抗法的計(jì)算結(jié)果39-40
• 4.3 不同屏蔽方法的屏蔽效果研究40-47
• 4.3.1 水平磁屏蔽板對(duì)夾件渦流損耗的影響40-42
• 4.3.2 L型磁屏蔽對(duì)夾件渦流損耗的影響42-43
• 4.3.3 倒L型磁屏蔽對(duì)夾件渦流損耗的影響43-45
• 4.3.4 U型磁屏蔽對(duì)夾件渦流損耗的影響45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 變壓器溫度場(chǎng)計(jì)算48-58
• 5.1 引言48-49
• 5.2 基本傳熱學(xué)理論49-51
• 5.2.1 傳熱方式和邊界條件49-50
• 5.2.2 導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描述50-51
• 5.3 變壓器溫度場(chǎng)計(jì)算51-57
• 5.3.1 磁熱耦合關(guān)系的建立52-53
• 5.3.2 箱體的熱分析53-55
• 5.3.3 夾件的熱分析55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第6章 結(jié)論與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李龍女;李巖;井永騰;張博;;電力變壓器漏磁場(chǎng)與雜散損耗計(jì)算的研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年S2期

2 張艷麗;晏冰;崔蕭;謝德馨;朱占新;孫小光;王禹雄;;大型單相電力變壓器結(jié)構(gòu)件三維漏磁場(chǎng)計(jì)算[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

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本文編號(hào)：878181