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干式变压器漏磁场及温度场的分析与研究

作　者: 刘小波
导　师: 姚芳
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 干式变压器漏磁场漏电抗温度场
分类号: TM412
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在发、输电系统和供、配电系统中,电力变压器广泛应用。应用电力变压器的场所对防火等级的要求很高。目前,电力变压器主要包括油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器具有易爆、易燃、易污染环境的缺点,在这些场所中使用时受到很大程度的限制。干式变压器具有抗冲击能力强、抗短路能力强、防潮能力强等优点,相对油浸式变压器而言,更能满足高防火等级的需求。而且,干式变压器的容量在不断增大,使得其应用越发广泛。干式变压器的产量、市场占有率及采购量均在逐年攀升,有取代油浸式变压器的趋势。本文基于这一现状研究了干式变压器漏磁场和温度场的分布情况。本文以ANSYS为平台,对1000KVA的树脂浇注干式变压器的漏磁场、漏电抗和温度场进行了计算,并编写了干式变压器漏磁场和温度场分析软件。首先,建立了变压器二维轴对称计算模型,计算出干式变压器的漏磁场和漏电抗,计算结果与实测值的误差小于5%。实践表明,用二维轴对称模型模拟实际结构进行漏电抗计算完全可以满足工程精度的需求。其次,应用ANSYS软件对干式变压器的温度场进行了仿真,计算结果与设计值之间的误差小于7%,基本上能满足工程需求。仿真的结果可以在一定程度上指导生产及设计。最后,编写了干式变压器漏磁场和温度场分析的VB计算软件。该软件提供了便捷的人机对话功能,使用者只需要输入各结构参数及材料属性参数即可实现参数化建模、加载和求解。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-11
  §1-1 研究的背景和意义  8-9
  §1-2 国内外研究现状  9-10
    1-2-1 变压器电磁场的研究现状  9
    1-2-2 变压器热分析研究现状  9-10
  §1-3 主要研究工作  10-11
第二章干式变压器漏磁场分析与电抗计算  11-27
  §2-1 电磁场的基本理论  11-14
    2-1-1 Maxwell方程组  11-12
    2-1-2 标量磁位  12-13
    2-1-3 磁矢位  13-14
  §2-2 边界条件  14-15
  §2-3 漏磁场的类型  15-16
  §2-4 漏磁场产生的效应  16
  §2-5 有限元法的概述  16-17
  §2-6 ANSY软件介绍  17-18
  §2-7 算例分析  18-22
    2-7-1 二维轴对称漏磁场分析  18-19
    2-7-2 二维场域模型  19
    2-7-3 网格剖分  19-20
    2-7-4 载荷施加和边界条件  20-21
    2-7-5 求解  21-22
  §2-8 干式变压器电抗的计算  22-25
    2-8-1 容量为1000KVA干式变压器漏电抗的计算  22-23
    2-8-2 二维轴对称计算漏电抗的进一步验证实例  23-25
  §2-9 计算过程图  25
  §2-10 宏命令的编写  25-26
  §2-11 小结  26-27
第三章干式变压器的温度场分析  27-41
  §3-1 引言  27
  §3-2 热分析概述  27-29
    3-2-1 热传导  27-28
    3-2-2 对流换热  28-29
    3-2-3 辐射散热  29
  §3-3 温度场的边界条件  29
  §3-4 算例分析  29-39
    3-4-1 模型的建立  29-31
    3-4-2 确定材料物性料  31
    3-4-3 选择温度场分析单元  31
    3-4-4 划分网格  31-32
    3-4-5 确定干式变压器各组成部分的定型尺寸和体积  32
    3-4-6 施加载荷  32-33
    3-4-7 设置求解参数  33
    3-4-8 查看结果  33-39
  §3-5 温度场计算过程图  39-40
  §3-6 小结  40-41
第四章干式变压器电磁场和温度场分析软件的开发  41-48
  §4-1 引言  41
  §4-2 软件介绍  41-42
    4-2-1 软件流程图  41-42
    4-2-2 软件界面介绍  42
  §4-3 干式变压器磁场分析和温度场计算软件软件的应用实例  42-47
  §4-4 小结  47-48
第五章结论  48-49
参考文献  49-52
致谢  52

干式变压器漏磁场及温度场的分析与研究

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