電壓互感器電磁場有限元分析與優(yōu)化設計技術的研究.pdf

1、磁路是電磁式電壓互感器的重要組成部分。在各種電磁裝置的設計中，合理的選擇磁路的結構和參數(shù)，直接影響其工作特性和技術經濟指標。但是，由于磁路的非線性和存在著漏磁通，使磁路計算問題變得非常復雜和困難。 從60 年代開始，國外已率先應用電子計算機進行磁路計算和電磁裝置的設計，應用這個現(xiàn)代化的設計工具，從根本上改變了磁路計算的被動局面。數(shù)字計算機的推廣應用，必然伴隨著先進的數(shù)值計算方法，這樣可以擺脫傳統(tǒng)的磁路計算方法，縮短磁路計算時間，

2、提高計算的準確度，而且磁路計算問題，可以直接從求解電磁場數(shù)值分析入手。本文以35KV單相三柱式電壓互感器為例進行分析，主要研究內容如下： 首先，對有限元技術及電磁場有限元分析理論進行了研究，根據(jù)有限元分析思想，利用ANSYS 軟件建立電壓互感器鐵心和線圈的有限元分析模型，通過研究ANSYS 的多場耦合技術，用電路模擬執(zhí)行耦合物理模擬，實現(xiàn)電磁-電路耦合。 其次，根據(jù)電壓互感器的工作原理，對電壓互感器鐵心和線圈的三維有限元

3、模型進行諧波分析，得到電壓互感器內部電流密度和磁場強度矢量分布圖，并且得到相關的數(shù)據(jù)表，將仿真得到的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)方法計算的數(shù)據(jù)進行比較。 最后，從產品的性能和經濟性方面考慮，對ANSYS 的優(yōu)化設計技術進行了研究，通過分析影響電壓互感器內部的電磁場分布的因素，利用ANSYS 軟件的參數(shù)化設計語言及其優(yōu)化設計模塊，實現(xiàn)有限元數(shù)值計算與模型優(yōu)化設計的有機結合，并對優(yōu)化前后的產品進行比較。 經過以上各方面的分析可知：采用有限元分