電壓互感器電磁場有限元分析與優(yōu)化設(shè)計技術(shù)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(shè)計中，合理的選擇磁路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，直接影響其工作特性和技術(shù)經(jīng)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(fù)雜和困難。 從60 年代開始，國外已率先應(yīng)用電子計算機進行磁路計算和電磁裝置的設(shè)計，應(yīng)用這個現(xiàn)代化的設(shè)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(yīng)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(nèi)容如下： 首先，對有限元技術(shù)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(shù)，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(nèi)部電流密度和磁場強度矢量分布圖，并且得到相關(guān)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(chǎn)品的性能和經(jīng)濟性方面考慮，對ANSYS 的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)進行了研究，通過分析影響電壓互感器內(nèi)部的電磁場分布的因素，利用ANSYS 軟件的參數(shù)化設(shè)計語言及其優(yōu)化設(shè)計模塊，實現(xiàn)有限元數(shù)值計算與模型優(yōu)化設(shè)計的有機結(jié)合，并對優(yōu)化前后的產(chǎn)品進行比較。 經(jīng)過以上各方面的分析可知：采用有限元分