高压自耦变压器的涡流损耗计算与屏蔽措施

为应对大型电力变压器漏磁场及杂散损耗问题,采用三维非线性涡流场有限元分析方法,以1台高压自耦变压器为研究对象,引入B-H曲线来描述非线性材料的磁特性,对变压器结构件进行了漏磁场及涡流损耗计算。采用屏蔽措施之前,油箱及夹件等结构件涡流损耗及涡流损耗密度较大,容易引起局部过热问题并且影响变压器正常运行。通过进一步分析,给出了油箱磁屏蔽、夹件L型磁屏蔽和肺叶式磁屏蔽等降低杂散损耗的措施,以及多种屏蔽形式对漏磁场及结构件涡流损耗的影响。结果表明对电力变压器油箱、夹件等结构件采取合理的磁屏蔽措施能够有效地降低杂散损耗并消除热点,不同屏蔽形式对其周围结构件涡流损耗及漏磁场具有不同影响。     

基于漏磁补偿的变压器结构件损耗与磁通分布研究

为研究电力变压器内部由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,提出并设计了基于漏磁补偿的试验模型,考察了不同磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布。通过试验研究和数值计算获得了电力变压器不同类型屏蔽结构中的杂散损耗和磁通密度分布情况,并进行了对比分析。提出了采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的实用措施。在不同激励条件下,测量得到的损耗结果和仿真结果具有很好的一致性,说明了提出的结构件杂散损耗试验研究和仿真分析方法的有效性。试验和仿真结果同时表明:在相同的漏磁通激励条件下,立式磁屏蔽相对平式磁屏蔽的损耗值更低,以磁屏蔽中心工作磁通密度1.5 T为例,立式磁屏蔽的损耗约为平式磁屏蔽损耗的20%左右。     

变压器油箱磁屏蔽布置方式优化

为了降低油箱的涡流损耗及防止局部过热,通常对变压器漏磁场采取屏蔽措施,屏蔽方式有两种,一种是用高导磁材料对油箱壁进行屏蔽,称之为磁屏蔽;另一种是用高导电材料对油箱壁进行屏蔽,称之为电屏蔽。对变压器油箱磁屏蔽不同布置方式导致的杂散损耗大小做对比分析,并得出优化布置方式。     

变压器油箱涡流损耗的三维有限元分析

大型电力变压器中油箱涡流损耗占其杂散损耗绝大部分,易使变压器产生局部过热,烧损变压器。因此,为了有效降低油箱涡流损耗,提出采用ANSYS软件三维有限元法对变压器进行仿真计算,以求得到其油箱漏磁和涡流损耗分布及大小,然后采取相应的防控措施,即在变压器加入磁屏蔽。经仿真计算分析,在变压器加入磁屏蔽有利于降低油箱中的漏磁密度、减小损耗,同时也说明采用该方法计算损耗准确、可行。     

HVDC中电力变压器直流偏磁屏蔽效应研究

为了研究高压直流输电系统(HVDC)中电力变压器发生直流偏磁状况时,由导磁钢板和取向硅钢片组成的屏蔽构件在漏磁场激励下的电磁性能,本文提出并建立了基于漏磁补偿的实验模型进行了详细地实验研究和仿真分析。重点考察不同直流偏磁激励下变压器磁屏蔽结构中的杂散损耗和磁通分布,研究交流激励源和直流激励源之间的交叉作用对屏蔽构件损耗特性的影响。通过详细的模型实验分别获得了电力变压器磁屏蔽构件在标准的正弦激励作用和不同直流偏置磁场强度作用时的损耗和磁通分布情况并进行了对比分析。提出采用等效均匀化磁导率、电导率处理方法计算电力变压器磁屏蔽构件杂散损耗的工程实用措施。不同直流偏磁激励条件下模型杂散损耗的计算结果和测量结果具有较好的一致性,所得结果和结论有助于通过优化设计来提高电力变压器磁屏蔽的性能指标。     

基于P21~C-M1模型交直流混合激励下杂散损耗的研究

本文针对电力变压器漏磁场引起的杂散损耗问题,基于TEAM PROBLEM21基准族中的P21~C-M1实验模型,考察了交直流混合激励条件下,导磁钢板及取向电工钢叠片内的磁通分布及杂散损耗。通过计算杂散损耗的传统方法,从交直流混合激励和交流单独激励下的负载总损耗中分别分离出磁屏蔽的杂散损耗值,从而得到直流分量对磁屏蔽损耗的影响规律,即直流电流分量引起了磁屏蔽杂散损耗的增加。通过精细建模仿真计算出磁屏蔽的杂散损耗,与测量结果进行对比,验证了本文方法的有效性与正确性。     

基于能量法高精度求解变压器短路阻抗的方法

短路阻抗是变压器的一个重要特性参数,它决定了变压器在系统短路时短路电流的大小及其内部电动力的大小。为此,以一台自耦变压器为例,建立了漏磁场和等效电路模型,对其进行三维漏磁场分析。采用基于场路耦合原理的能量法进一步求解不同分接形式下的短路阻抗,并分析磁屏蔽对变压器杂散损耗的影响。结果表明:对于短路阻抗的计算,采用基于场路耦合的能量法比解析法更接近试验值,计算结果精度高,完全满足工程要求。增加磁屏蔽能够有效降低变压器涡流损耗和杂散损耗,防止局部过热。     

牵引变压器漏磁场计算与油箱磁屏蔽优化方案研究

采用有限元数值分析技术对牵引变压器进行三维漏磁场计算,分析了夾件托板开槽以及油箱磁屏蔽对其涡流损耗分布的影响,并对油箱磁屏蔽的结构进行了优化设计。     

配电变压器油箱不同结构的损耗分析

本文通过电磁场仿真技术,以一台630kVA配电变压器为例,对波纹油箱和平板油箱两种油箱结构中的漏磁场及杂散损耗进行了仿真计算。仿真和实测结果显示,采用波纹油箱结构和平板油箱结构,油箱中的杂散损耗对负载损耗有一定影响,波纹油箱中的损耗小于平板油箱中的损耗。     

无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的应用

为研究无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的适用性,文中基于国际TEAM Problem 21基准族下的磁屏蔽基准模型P21c-M1和P21-M1,对在不同激励条件下无取向硅钢片制成的磁屏蔽的损耗特性和磁通分布特征进行研究,并与传统电力变压器普遍采用的取向磁屏蔽的磁性能进行对比分析。研究结果表明,由无取向硅钢片制成的无取向磁屏蔽对模拟电力变压器油箱壁的导磁钢板的屏蔽效果和取向硅钢片制成的取向磁屏蔽的屏蔽效果基本相同,且价格更为低廉。同时,基于结构件中杂散损耗的计算问题,提出了一种测量与仿真相结合的方法,通过与传统杂散损耗测量方法的对比,验证了该杂散损耗计算方法的有效性。     

大型电力变压器漏磁场的ANSYS有限元分析

首先,讨论了电力变压器中漏磁场的基本问题。然后,运用电磁场理论和有限元法,对其进行了系统的研究,分别建立了二维和三维漏磁场计算模型,准确计算了油箱中的漏磁场分布情况,给出了详细的分析方法,并得出有关结论。变压器容量越大,漏磁场也越强,油箱中损耗就不能忽略。如果不采取措施,油箱壁出现局部过热点能影响变压器性能。传统的计算方法是根据经验公式来估算,这就具有相当大的误差,于是更加准确的有限元法被引进到漏磁场计算中。     

电力变压器三维涡流场计算与屏蔽问题分析

针对大型电力变压器漏磁场及局部过热问题,笔者应用三维涡流场有限元分析方法对变压器夹件及油箱进行了漏磁场及涡流损耗计算,在此基础上分析了局部过热问题并给出了相应的屏蔽措施,对屏蔽效果的影响因素进行分析,为变压器屏蔽的合理设计提供了参考依据.     

变压器箱体涡流损耗的三维有限元分析

建立了电力变压器漏磁场及箱体涡流损耗的计算模型,计算了变压器箱体的涡流损耗分布,提出了减少箱体涡流损耗的电磁屏蔽和磁屏蔽方法.     

大型变压器屏蔽涡流场中杂散损耗的研究

主要研究在大型变压器设计中如何通过加入磁屏蔽和电磁屏蔽结构来有效地减少杂散损耗,同时,为了简化结构并且还要切中杂散损耗的基本特征,建立了两组基于工程的基准屏蔽模型,这两组模型用来定量地研究通过加入屏蔽构件来有效地降低杂散损耗及模拟典型屏蔽的电磁行为,同时也可以验证使用的电磁分析方法的实用性和有效性。     

Experimental study to reduce the distribution-transformers stray losses using electromagnetic shields

This paper examines the effects of using aluminum electromagnetic shields in a distribution transformer. The goal of placing electromagnetic shields in the distribution transformer tank walls is to reduce the stray losses. A 500 kVA shell-type transformer is used. The overall results presented in this research work indicate that stray losses can be considerably reduced when electromagnetic shielding is applied to the transformer tank. In the experiment, the walls of the steel tank of the transformer were lined with aluminum foil. A section of this paper is devoted to the characterization of stray losses against the transformer rating (kVA) and the stray losses over load losses against the transformer rating (kVA). The experimental data presented in this work, will be helpful for a practicing engineer in the transformer industry.     

Reducing losses in distribution transformers

This paper examines three methods of reducing distribution transformer losses. The first method analyzes the effects of using aluminum electromagnetic shields in a distribution transformer. The goal of placing electromagnetic shields in the distribution-transformer tank walls is to reduce the stray losses. A 500 kVA shell-type transformer was used in the experiments. The overall results presented indicate that stray losses can be considerably reduced when electromagnetic shielding is applied in the transformer tank. In the experiment, the tank walls were lined with aluminum foil. The possibility of reducing the dielectric losses was shown through experiments in the second method. The third method of this work analyzes the behavior of wound-cores losses in distribution transformers, as a function of joint configuration design parameters. The joint configuration used in this paper is called step-lap joint.     

电力机车主变压器油箱损耗的三维有限元分析

利用基于边单元的有限元法,对一台200km/h高速电力机车主变压器的油箱损耗进行了三维有限元分析和计算。由于电力机车主变压器是高漏抗,多绕组变压器,经试验(采用放大法)得到该台变压器油箱损耗为31.245kW,使用FEM二维有限元分析法计算结果为45.791kW,而采用三维有限元分析法计算结果为30.478kW。从而表明,采用三维有限元分析能够更加准确地计算主变压器油箱的涡流分布和杂散损耗,为其采取有效的屏蔽措施提供了更加可靠的科学依据。     

复杂激励条件下变压器结构件杂散损耗的测量方法

复杂激励条件下,变压器绕组引起的漏磁场在结构件中会产生杂散损耗造成局部过热,严重时会产生运行事故,对结构件杂散损耗的精准测量方法以及采取有效措施降低损耗已经成为变压器结构设计和优化中备受关注的问题。基于TM21实验模型,提出一种将实验测量和仿真精准计算相结合的办法对复杂激励条件下变压器结构件杂散损耗的测量方法。该方法可以为变压器及平波电抗器类产品设计与优化提供有效帮助。     

高阻抗变压器漏磁场分析与磁分路应用

建立了高阻抗变压器漏磁分析的物理模型,对油箱与夹件等主要结构件的涡流损耗进行了分析,对不同磁分路方案进行了对比分析。