变压器电屏蔽基准试验模拟和数值计算分析.pdfVIP

变压器电屏蔽基准试验模拟与数值计算分析 王 刚1，谢德馨1，康雅华1’2 1 (1．沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳10870；2．特变电工沈阳变压器集团有限公司特高 压变电技术国家工程实验室，辽宁沈阳110025) 摘要：利用模型对变压器电屏蔽进行了试验模拟，并利用商用软件ANSOFT对该模型进行了三维电关场计算分 析。 关键词：变压器；漏磁场；电屏蔽；涡流损耗；试验模拟 组20片，每组硅钢片的长度与其轧制方向成不同的 1引言 角度，分别为00、450和900。本文中笔者还介绍了关 在大型变压器中由漏磁场在金属结构件中引起 于电屏蔽所做的一些工作。 Problem 的涡流损耗一直是变压器设计工程师们关心和研究 笔者以Team 21补充模型为基础，搭 的难题之一。若设计不当就会导致涡流损耗分布集 建了试验平台，并利用商用电磁场计算软件AN— 中，从而发生局部过热，严重影响变压器的可靠运行 SOFT进行了三维电磁场有限元计算分析，计算结果 和寿命。大型变压器结构复杂，各个结构件之间的尺 和试验结果较为吻合，验证了计算方法的有效性。在 度差距非常大，硅钢片和钢板等结构件的厚度只有 此基础上计算了不同厚度的电屏蔽结构对涡流损耗 毫米级，而其长度已达到数米乃至数十米。在采用有 的影响，并给出一些改进电屏蔽设计的建议。 限元分析时，不但网格剖分困难，而且会需要更大的 2试验模拟 计算机资源支持。材料的各向异性、磁滞特性、非线 性及集肤效应等因素给分析问题也带来了～定的困 2．1试验模型数据及测试内容 Problem 难。总之，解决这一复杂的经典难题，不管试验研究 模型采用了与国际Team 21相同的激 还是数值仿真都是困难的。 励线圈并根据试验模型自身特点以及大型变压器油 Problem 国际Team 21标准问题的提出为定量 箱壁和电屏蔽的实际材料制作了试验模型。模型结 Problem 分析变压器中的各种损耗问题带来了方便。它直接 构尺寸与Team 21略有差异，如图l所示。 以变压器油箱、结构件中的杂散损耗等工程阅题为 背景，把庞大而复杂的变压器模型简化为可求解、可 f I ● o ／7 、、 测量的物理模型。通过对该模型试验模拟和仿真计 }I 譬{ 。 、 算，能够得到一些对实际工程具有指导意义的分析 高 8 ＼ H ＼激 线圈 结果，也方便验证一个软件解决工程实际问题的有 ／，|1 45i