電力變壓器結(jié)構(gòu)件漏磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分析與研究.pdf

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，它對(duì)電能的經(jīng)濟(jì)傳輸、靈活分配、安全使用具有重要意義。電力變壓器在實(shí)際運(yùn)行中，尤其是變壓器的容量較大時(shí)，繞組端部的漏磁通會(huì)大量的通過變壓器夾件和其他的金屬構(gòu)件，還有一部分漏磁通以變壓器油、油箱為路徑而流通。這些漏磁通會(huì)增加金屬結(jié)構(gòu)件和油箱壁的損耗，可能會(huì)造成變壓器的某些部位過熱。
　　 本文應(yīng)用MAXWELL3D 電磁場(chǎng)有限元分析軟件，分析一臺(tái)250000kVA/500kV 變壓器，建立了該變

2、壓器3 維仿真模型。對(duì)變壓器主鐵心柱進(jìn)行3D 靜態(tài)場(chǎng)仿真，通過與BH 曲線比較，得出主鐵心柱的非飽和工作區(qū)域，并研究變壓器在非飽和區(qū)域內(nèi)，在正弦工頻激勵(lì)電流下其內(nèi)部損耗的分布情況。
　　 采用MAXWELL3D 瞬態(tài)場(chǎng)解析器，對(duì)變壓器整體模型在非正弦電流激勵(lì)下進(jìn)行仿真分析。首先對(duì)變壓器模型不加磁屏蔽的情況進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得出各部件的磁密矢量和損耗三維分布圖，根據(jù)損耗分布圖和計(jì)算出的損耗數(shù)值，可以看出夾件和中部油箱的損耗值過大，損

3、耗值過大的原因可能是漏磁通大量穿過部件引起的。將夾件和油箱添加磁屏蔽，再對(duì)其進(jìn)行仿真分析，將仿真得到的損耗值與不添加磁屏蔽仿真得到的損耗值作對(duì)比，油箱和夾件的損耗值大大降低，證明了這些部件損耗過大的原因，是由漏磁通引起的。
　　 在工程實(shí)際中，為了降低磁屏蔽的渦流損耗，一般磁屏蔽都是由硅鋼片疊積而成，以前都是對(duì)其按整體處理，分析計(jì)算出的渦流損耗值大，針對(duì)這個(gè)問題，本文采用了Bertotti模型的時(shí)域形式，將鐵耗分為磁滯、渦流和雜

4、散損耗處理，妥善的解決了這一問題。
　　 金屬結(jié)構(gòu)件在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生渦流，而渦流損耗又是產(chǎn)生熱量的主要來(lái)源，若變壓器設(shè)計(jì)不合理，變壓器金屬結(jié)構(gòu)件中將存在渦流損耗,所以在變壓器中熱行為與電磁場(chǎng)緊密相連。變壓器中的絕緣部件都有相應(yīng)的工作溫度，當(dāng)這些部件長(zhǎng)期工作在它的額定工作溫度之上時(shí)，會(huì)使它的使用壽命降低。如果某些金屬構(gòu)件工作在異常溫度時(shí)，會(huì)使它們的導(dǎo)電和機(jī)械性能變差。本論文建立了變壓器渦流場(chǎng)二維仿真模型，對(duì)變壓器模型進(jìn)行單向磁熱