大型变压器绕组发生轴向错位的影响分析

利用有限元方法,对一台实际变压器短路强度试验产品进行了绕组漏磁场和短路力的计算,并模拟了该变压器绕组轴向错位对漏磁场和抗短路性能的影响,通过对比分析得到了一些设计参考结论。     

换流变压器绕组瞬态漏磁场与谐波损耗的分析

在分析换流变压器结构与性能特点的基础上,建立非正弦瞬态漏磁场简化计算模型,利用有限元方法对换流变压器绕组瞬态漏磁场与谐波损耗进行了分析,得到换流变压器绕组非正弦瞬态漏磁场的分布.     

大型电力变压器三维漏磁场与结构件损耗的时域分析

提出了一种数值解与解析解相结合的材料均匀化处理方法,采用时域分析的方式,计算了正弦激励下非线性各向异性的叠片铁心中的三维漏磁场及结构件的损耗。以TEAM Problem 21C-M1模型为例,通过损耗的计算值和测量值的对比,验证了该方法的正确性。并将该方法应用于1台DFP-380 MVA/500 kV单相电力变压器的数值计算中,结构件损耗的计算误差为6.166%。该方法在保证工程精度的前提下减小了计算规模,使得大型电力变压器结构件损耗的准确计算成为可能。     

移相整流变压器漏磁场及电磁参数的工程算法

针对油浸式移相整流变压器具有轴向分裂与并联支路等的复杂绕组结构,首先,利用有限元场-路耦合方法建立了绕组三维漏磁场计算模型和相应的等效电路,并对非对称运行情况下的绕组三维漏磁场、各支路电流分布、短路阻抗等电磁特性参数进行了数值计算与验证分析,由此得到了移相整流变压器的电流分布规律;然后,在此基础上为移相整流变压器建立了有限元工程计算模型,并开发了对应的计算软件;最后,通过对多台典型产品绕组漏磁场及短路阻抗的计算结果与对应产品的实测值或三维计算结果的对比分析,表明绕组漏磁场分布正确、短路阻抗计算结果满足产品性能要求,因此,为移相整流变压器设计提供了方便、可靠的工程分析手段。     

换流变压器结构件涡流损耗的计算与分析

针对换流变压器漏磁场引起的结构件（夹件、油箱）损耗及局部过热问题,本文提出一种快速计算换流变压器夹件和油箱漏磁场及损耗的方法,给出了夹件及油箱漏磁场及损耗的计算原理及数学模型;其次,开展了换流变压器夹件及油箱漏磁场及损耗的有限元计算,并在三维涡流场下对换流变压器夹件和油箱的漏磁场及的损耗展开了分析,将解析法与有限元法进行了对比;最后,对换流变压器的空载电流、磁感应强度以及负载损耗进行了实验,验证了有限元方法的正确性,并间接验证了所提方案的可行性。     

大功率中频变压器漏感计算及其校正方法

为在设计阶段对大功率中频变压器漏感值进行准确法估算,基于中频变压器一维等效模型,根据漏磁场分布特征,通过能量法进行了变压器漏感参数解析公式推导。在此基础上,根据理想漏磁场模型与实际的差异,修正了解析公式中绕组的电导率与漏磁场的计算高度。通过比较两台样机在50 Hz~10 k Hz频段下的漏感实测与计算结果,证实了对这2个参数同时进行校正,可使变压器漏感计算误差减小到5%以内,并进一步分析了仍然存在的误差产生的原因。通过样机1与样机2的漏感值对比,证明了绕组交叉换位技术可有效减小变压器漏感。     

大型变压器绕组漏磁场及短路力学性能的仿真分析

以一台120MV·A/220kV电力变压器为例建立了计算模型,利用有限元数值—解析耦合法对变压器短路情况下的绕组漏磁场、短路电磁力、机械强度及绕组轴向错位的影响进行了应用研究,并对其动、静态轴向力作了比较。计算、分析结果与该台变压器承受短路能力试验的结论一致。     

基于“场-路”耦合有限元分析法的变压器短路电抗仿真的研究

短路电抗法是检测电力变压器绕组变形的有效方法之一,开展变压器短路电抗的仿真计算研究,对于获取各种绕组变形故障时的特征信息具有重要意义。基于实验室中一台模型变压器的结构参数,分别建立了绕组正常及存在匝间短路故障时的有限元仿真模型,利用"磁-路"耦合的方法对变压器的漏磁场和漏感参数进行了计算,分析了绕组变形位置与变压器漏磁场之间的关系,并与在模型变压器上的实验结果进行了对比,结果表明:绕组内部发生匝间短路故障时,在径向中部的匝间短路对漏磁场的影响较大,而在轴向中层绕组的匝间短路对漏磁场的影响较小。研究成果对于指导短路电抗法的现场应用和绕组故障的检测提供了一定的理论依据。     

基于有限元算法的变压器绕组涡流效应分析及损耗计算

变压器绕组漏磁场引起的涡流损耗占附加损耗的比重较大,会使变压器产生局部过热,寿命缩短,关系到变压器设计、制造,并影响变压器运行性能。因此准确计算绕组涡流损耗对变压器的优化设计有重要意义,而工程上针对变压器绕组涡流损耗,应用传统经验公式计算,误差较大,且不能准确计算绕组的横向涡流损耗。基于ANSYS有限元法建立了变压器的二维有限元模型,基于电磁场理论分析了变压器的漏磁分布,得到了各次谐波电流背景下绕组的涡流损耗分布及损耗值。从涡流损耗理论计算与有限元仿真计算结果对比表明,有限元法损耗计算更相近实际,更加准确,为变压器温度场热源的计算以及变压器的优化设计提供了可能。     

干式变压器箔绕导体三维涡流场与附加损耗的数值仿真研究

针对干式变压器箔绕导体具有面积大、厚度薄和激励与感应电流共存的特点分析,建立了绕组三维涡流场与等效电路计算模型,并利用场—路耦合方法对铜箔和铝箔两个方案的绕组涡流场、短路阻抗与附加损耗等性能参数进行了数值验证和优化分析.计算结果表明了方法的合理性,并由此获得了绕组漏磁场、导体涡流损耗分布规律和优化设计方案,为干式变压器设计和预防局部过热提供了一种有效的分析方法.     

电力变压器绕组轴向短路力的研究

针对一台带独立调压绕组的电力变压器,用ANSYS软件建立了该变压器漏磁场的磁路耦合模型,得出了绕组漏磁场和电动力分布,应用有限元法对其漏磁场和轴向短路电动力进行了计算分析,计算结果符合电力变压器的基本特性.     

不同模型下变压器绕组短路力学特性对比分析北大核心CSCD

电力变压器的抗短路能力直接关系其安全稳定运行,因而准确计算变压器绕组短路力学特性和抗短路能力十分必要。由于变压器绕组尺寸大、结构复杂,不同的建模方式对其力学特性计算的准确性和计算量大小影响很大。文中以一台110 kV变压器为例,通过建立变压器二维轴对称和三维模型,运用磁—固耦合分析方法,对比分析了不同模型下变压器绕组短路漏磁场、电磁力、机械应力的分布规律,结果显示两种模型计算结果分布规律和特点相似,但数值大小存在一定差异,尤其是绕组端部线饼应力,因此为了真实反映变压器绕组实际结构特点,保证绕组短路校核计算的准确性,建立三维变压器绕组模型对其力学特性进行分析是必要的。建模方法和分析结论可为变压器抗短路能力评估提供参考。     

基于漏磁场分析结果的单螺旋绕组换位位置优化

本文中作者介绍了变压器绕组漏磁场分析模型的建立和环流损耗计算的原理,给出了变压器单螺旋绕组换位位置优化的方法,并分析了实例。     

高频变压器绕组损耗解析计算分析

高频变压器的绕组损耗是固态变压器整机功率密度与效率的一大决定因素。然而,不同绕组结构下绕组损耗的计算存在多种解析公式,精度随绕组空间结构变化,且部分解析公式存在漏写或错误;绕组导体的厚度最优选择也是一个关键问题。为了解决上述问题,分别讨论铜箔绕组、绝缘实心圆导线绕组和利兹线绕组3种导体绕组损耗的解析计算方法,并据此揭示绕组损耗与变压器工作频率、结构参数的关系,同时推导特定工作频率下的最优导体厚度。对适用于利兹线绕组的Bartoli公式与Tourkhani公式源文献中的错误进行修正,并根据实际工作条件简化Tourkhani公式。对于实心圆导线绕组,绕制2个样例变压器绕组,使用网络分析仪测量其交流电阻,分析不同绕组解析算法的计算误差。实验测量结果显示,改进Ferreira算法具有最小的计算误差,为高频变压器绕组的选型与效率优化提供参考。     

电力变压器绕组短路电动力的计算

以一台SFZ11-120000/220型电力变压器为例,利用有限元数值计算方法,计算了变压器在短路情况下的二维瞬态对称场,得出了变压器短路情况下的漏磁场和绕组电动力分布.计算中考虑了调压绕组的加入对磁场分布的影响.这对大型电力变压器绕组的合理设计有一定的参考价值.     

变压器线圈涡流损耗的解析算法

本文提出了变压器线圈涡流损耗的解析算法,给出了变压器窗口漏磁场及导体涡流损耗的解析公式,讨论了双重富氏级数收敛项数的选择,并以两台具有短路损耗实测值的变压器为例进行了计算、对比.     

变压器短路模型的绕组漏磁对比分析与试验研究

本文以一台三相变压器模型样机为研究对象,对其短路工况下绕组的三维漏磁场进行仿真计算,并对多种短路工况、不同相间、绕组不同位置的辐向、轴向漏磁分布规律进行分析和对比;最后,通过试验测试数据说明仿真计算的准确性,以及磁场分布规律的正确性.     

110kV环氧浇注干式变压器磁场有限元仿真计算

<正>基于有限元数值分析法建立了110 k V三相干式变压器的三维模型,采用三维时谐磁场计算变压器铁心处的磁通密度分布,进而根据经验公式求解变压器铁心损耗,计算表明变压器铁心损耗占总损耗的18.2%;通过对变压器绕组进行二维磁场实体建模并进行二维时谐磁场计算,从而求解绕组损耗,计算表明变压器绕组损耗占总损耗的81.8%。     

一种考虑频变特性的大容量高频变压器漏电感解析计算方法

绕组高频涡流效应对大容量高频变压器漏电感的影响很大,但目前还缺少计及漏感频变特性的有效解析计算方法。该文在对高频变压器漏感频变特性的产生机理和组成部分进行分析的基础上,提出一种新的考虑频变特性的漏电感解析计算方法。设计制作了一台4.5k Hz、5k VA非晶合金磁芯高频变压器试验模型,将该文方法的计算结果与有限元仿真和实验测量结果对比,结果表明新方法的全局平均相对偏差为8.14%,验证了该文方法的有效性。考虑绕组布置方式的影响,推导出绕组完全交叉换位布置下的漏电感解析计算式,明确了交叉换位对宽频区间内漏感的影响。     

高压自耦变压器肺叶磁屏蔽特性的数值计算与分析

针对一种新型的器身磁屏蔽——肺叶磁屏蔽自身以及其在变压器中的设计问题,以一台容量为334MV?A、带有肺叶磁屏蔽的单相自耦变压器为研究对象,首先应用三维频域非线性有限元法分析了肺叶磁屏蔽对变压器结构件、绕组区域漏磁场以及杂散损耗的影响;然后,以漏磁场分析以及杂散损耗计算为手段,以变压器油箱、夹件、拉板、油箱屏蔽以及肺叶磁屏蔽的磁感应强度(或损耗密度)作为观测目标,研究肺叶磁屏蔽安装位置以及尺寸对变压器漏磁场的影响,并通过负载损耗试验将有限元计算所得结果与实验值进行对比,验证分析的有效性;最后,针对肺叶磁屏蔽自身可能出现的局部过热问题,设计三种不同的肺叶磁屏蔽油路结构,基于有限体积法对比分析不同油路结构下肺叶磁屏蔽的油流、温升特性。对肺叶磁屏蔽特性的系统分析可为其设计以及其在变压器中的设计提供指导,具有重要工程意义。