基于多物理场仿真的低频变压器温度特性分析及导向结构优化.pdfVIP

第50卷第5期：2009-2021高电压技术Vol.50,No.5:2009-2021

2024年5月31日HighVoltageEngineeringMay31,2024

DOI:10.13336/j.1003-6520.hve2024年5月31日第50卷May

基于多物理场仿真的低频变压器温度特性分析及

导向结构优化

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王巧媛，贾少锋，梁得亮，赵义焜，毕建刚，杨智

1.7100492.

（西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室，西安；中国电力科学研究院有限公司，

1001923.310000

北京；国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州）

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摘要：为了降低低频工况下油浸式电力变压器的热点温度与内部温升，基于电磁热流体场多物理场耦合对低

频变压器绕组区域导向结构开展优化分析。通过对变压器电磁部分的有限元数值计算，确定低频变压器与同工况

下的工频变压器在铁芯和绕组区域的磁密分布与损耗特性区别。然后在此基础上将铁芯和绕组的损耗作为热源代

入流体场和温度场进行仿真分析，得到变压器整体和绕组区域局部的温度及油流分布。最后通过构建20Hz低频

变压器绕组区域的油流传热模型，结合有限元仿真研究导油挡板数量与分布对绕组区域油流量、平均温度和热点

温度的影响，并获得导向结构的最佳分配方案。研究结果表明，20Hz低频变压器绕组区域的热点温度较无挡油

板的模型下降了14.44%，该结果可为低频变压器紧凑化设计提供优化方案。

关键词：低频油浸式变压器；多物理场仿真；损耗密度；温升分布；导向结构；热点温度

TemperatureCharacteristicsAnalysisandGuideStructureOptimizationofLow-frequency

TransformerBasedonMulti-physicsFieldSimulation

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WANGQiaoyuan,JIAShaofeng,LIANGDeliang,ZHAOYikun,BIJiangang,YANGZhi

(1.StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment,Sc