基于有限元法對(duì)一臺(tái)2 500kV·A干式變壓器進(jìn)行額定負(fù)載條件下的三維瞬態(tài)電磁場(chǎng)模擬仿真,計(jì)算中考慮了漏磁場(chǎng)對(duì)箔式繞組和結(jié)構(gòu)件渦流分布的影響。將電磁損耗計(jì)算結(jié)果按照網(wǎng)格逐單元耦合至溫度場(chǎng),并以此為熱源建立磁-熱-流多物理場(chǎng)映射關(guān)系,考慮溫度對(duì)材料損耗特性的影響,精確模擬變壓器對(duì)流換熱過(guò)程并實(shí)現(xiàn)變壓器結(jié)構(gòu)件溫升計(jì)算和繞組熱點(diǎn)預(yù)測(cè)。開展變壓器溫升試驗(yàn),結(jié)果表明模型預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值誤差控制在±6%,溫升分布規(guī)律與實(shí)際吻合得較好。該文采用的多物理場(chǎng)雙向耦合分析方法克服了傳統(tǒng)磁路法損耗計(jì)算不準(zhǔn)確的問(wèn)題,在變壓器產(chǎn)品研發(fā)初期可提供損耗預(yù)測(cè)方法和計(jì)算數(shù)據(jù),顯著提高相關(guān)電工裝備的運(yùn)行效率。 

【文章來(lái)源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(21)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

干式變壓器磁場(chǎng)計(jì)算模型

本文對(duì)額定負(fù)載條件下的變壓器功率損耗和溫升變化進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)，溫升測(cè)試系統(tǒng)包括熱電偶多路溫度測(cè)試儀、紅外線熱成像儀、熱敏風(fēng)速儀和皮托管流量計(jì)等，變壓器溫升測(cè)試平臺(tái)如圖2所示。采用電力測(cè)量分析儀對(duì)變壓器起動(dòng)和穩(wěn)態(tài)工況下的電流、電壓和阻抗等數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄。在繞組關(guān)鍵區(qū)域埋設(shè)熱電偶，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄變壓器運(yùn)行過(guò)程中每一時(shí)刻各測(cè)溫點(diǎn)的溫升變化。2 多物理場(chǎng)耦合數(shù)值計(jì)算

變壓器三維電磁-流體-溫度場(chǎng)的耦合計(jì)算流程如圖3所示。通過(guò)三維瞬態(tài)電磁場(chǎng)和流體場(chǎng)計(jì)算，得到每個(gè)模型網(wǎng)格單元的損耗密度和節(jié)點(diǎn)空氣流速，通過(guò)流體、能量和傳導(dǎo)方程的耦合迭代，自動(dòng)計(jì)算出流固耦合面上的對(duì)流換熱系數(shù)，從而進(jìn)行熱場(chǎng)分析。最后根據(jù)溫升計(jì)算結(jié)果更新繞組的電阻率，直到迭代過(guò)程中相鄰兩步之間的最大溫差小于0.01K。2.1 A-V-A渦流場(chǎng)計(jì)算方法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于流固耦合的車用永磁同步電機(jī)水道設(shè)計(jì)與溫度場(chǎng)分析[J]. 王小飛,代穎,羅建.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J]. 朱高嘉,劉曉明,李龍女,高圣偉,佟文明.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]多相感應(yīng)電機(jī)三維電磁分析與損耗計(jì)算[J]. 張文,鄭曉欽,吳新振.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[4]計(jì)及環(huán)境條件的電力變壓器熱路模型及其應(yīng)用[J]. 羅漢武,陳連凱,姜國(guó)義,崔士剛,李華龍.  高電壓技術(shù). 2018(11)
[5]電熱老化對(duì)干式變壓器中環(huán)氧樹脂特性的影響[J]. 王有元,劉玉,王施又,徐海鷹.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(16)
[6]高壓自耦變壓器肺葉磁屏蔽特性的數(shù)值計(jì)算與分析[J]. 李龍女,李巖,劉曉明.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[7]基于有限元法的電纜變壓器繞組的暫態(tài)熱路模型研究[J]. 傅晨釗,汲勝昌,王世山,李彥明.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2003(02)



本文編號(hào)：3065157