大型變壓器漏磁場、電場和應(yīng)力場有限元分析.pdf

1、大型電力變壓器是電力系統(tǒng)中主要和關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，其容量越來越大、電壓等級越來越高、結(jié)構(gòu)尺寸越來越大，而其絕緣、磁路、油箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造的好壞是直接影響其運(yùn)行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。若能在設(shè)計(jì)和制造上提出更加合理和可行的方案，解決以往經(jīng)驗(yàn)方法解決不了的問題，對變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，則將會具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。 為此，本論文借助大型有限元分析軟件ANSYS，通過對大型電力變壓器的電場、漏磁場和油箱應(yīng)力場

2、的有限元分析，提出優(yōu)化絕緣結(jié)構(gòu)、磁路結(jié)構(gòu)、油箱箱體結(jié)構(gòu)的方案，指出改善電氣性能、機(jī)械性能、熱性能等性能的方法。 在電場分析中，為簡化分析采用了二維有限元法對110KV變壓器的電場進(jìn)行了計(jì)算分析?？紤]電力變壓器絕緣的薄弱環(huán)節(jié)一般集中在高電壓側(cè)，因此分析區(qū)域確定為變壓器線餅上部的高壓側(cè)。分析表明，高壓線圈的端部是需要加強(qiáng)絕緣的區(qū)域，而低壓線圈以及高低壓線圈的下部由于電壓較低，一般不會出現(xiàn)絕緣問題。 在漏磁場分析中，討論了電力

3、變壓器中漏磁場的類型和作用，運(yùn)用電磁場理論和有限元法，對其進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，分別建立了二維和三維漏磁場計(jì)算模型，準(zhǔn)確計(jì)算了油箱中的漏磁場分布情況，給出了詳細(xì)的分析方法，并得出有關(guān)結(jié)論。變壓器容量越大，漏磁場也越強(qiáng)，油箱中損耗就不能忽略。如果不采取措施，油箱壁出現(xiàn)局部過熱點(diǎn)能影響變壓器性能。傳統(tǒng)的計(jì)算方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來估算，這就具有相當(dāng)大的誤差，于是更加準(zhǔn)確的有限元法被引進(jìn)到漏磁場計(jì)算中。 在油箱應(yīng)力分析中，利用三維有限元法對變