变压器空载损耗中的涡流损耗和磁滞损耗研究

本文分析了变压器空载损耗中涡流损耗常见的计算方法和磁滞损耗常见的计算方法;在涡流损耗计算方法中重点介绍了漏磁场法计算涡流损耗和利用有限元法计算绕组中的涡流损耗;在磁滞损耗中介绍了三维涡流场磁滞损耗计算方法;最后给出了降低变压器涡流损耗和磁滞损耗的现实意义。     

轴向磁场无铁芯永磁电机绕组涡流损耗分析与计算

为了提高定子无铁芯轴向磁场永磁(AFPM)电机中绕组涡流损耗计算的准确性,首先推导了该电机的3D磁场解析模型,并利用3D有限元分析验证了模型的有效性;其次,结合3D解析磁场分析结果,对样机的无铁芯绕组涡流损耗进行了分析计算,不仅考虑了磁密3个方向分量及各方向谐波分量,还对绕组进行了轴向分层,考虑了轴向位置对损耗的影响;最后,对样机进行了实验测定,将基于3D解析磁场计算的无铁芯绕组涡流损耗结果同经验公式及实验测试结果进行了对比分析.结果表明:考虑了3D磁场特性、谐波成分及轴向分层的涡流损耗计算方法大大减少了计算误差,在所研究转速范围内比经验公式计算值均高出34%左右,更接近实际情况.     

基于“场-路”结合分析的高速动车组主变压器稳态特性计算

首先对一台多绕组的动车组牵引主变压器进行了基于ANSYS软件的3-D磁场分析．在此基础上,通过计算磁场能量得到了反映各绕组之间电磁耦合的电感矩阵,通过计算绕组的涡流损耗获得了其附加电阻;接着列写电路方程,用Matlab编程计算了对应多种稳态工况的特性．试验结果证明该方法是有效的．     

影响干式变压器温升的分析与改善

干式变压器有油浸式变压器所没有的优点,有利于加大对干式变压器的研究。本文主要对干式变压器的温升问题以及改善进行分析,对干式变压器的铁心以及绕组发热进行简要研究,研究了铁心的涡流损耗以及空载损耗,绕组发热因素,然后针对各自发热的现象,提出了行之有效的解决对策,在最后给出了实时检测系统的特点,实现了从设计到管理对干式变压器温升的研究。     

一种特殊的整流变压器二次线圈过热的分析

Y／y联结绕组和Y／△联结绕组安装于同一三相心式铁心上的整流变压器具有特殊的三次谐波磁场分布,Y／y联结绕组产生的较大的三次谐波漏磁通使穿过它的线圈导体产生严重的涡流损耗是绕组最上部4匝线圈导体绝缘损坏的原因,同时同一位置的一次绕组存在过热的可能性。     

基于FLUX3D的三相三芯柱变压器油箱和夹件涡流损耗

电力变压器的涡流损耗计算,对于提高变压器的稳定性、安全性和高效性具有重要意义.首先,从三相三芯柱变压器铁芯拓扑结构出发,基于统一磁路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)推导了考虑绕组耦合的三相三芯柱变压器电磁模型.然后,将电磁模型与涡流损耗经验公式联立,计算出电力变压器油箱和夹件的涡流损耗值.最后,借助有限元仿真软件FLUX3D,为变压器建立一个有限元模型,建模过程中考虑了油箱和夹件的涡流损耗.将所得涡流损耗结果与FLUX3D软件建模分析的结果进行对比,证明了涡流损耗研究方法和FLUX3D软件的有效性.基于该软件的建模与涡流损耗计算方法的探究对电力变压器的研发、生产和应用具有一定的前瞻性.     

直流偏磁下变压器绕组及垫块振动特性分析

直流偏磁使得变压器绕组振动加剧,目前采用将绕组简化为忽略垫块结构的圆柱模型的建模方法误差较大.建立包含垫块的线饼式绕组精细化模型,通过电磁场-结构场-流体场多物理场耦合的方法,在对直流偏磁下变压器磁场分布进行分析的基础上,对绕组及垫块的振动位移特性进行研究且进行实验验证.结果表明:直流偏磁下变压器漏磁增加且在特定角度分...     

变压器绕组累积形变模拟与仿真

随着现代电力系统的建设与发展,短路电流水平不断攀升,甚至超过了有些变压器耐受水平。对变压器进行校核可以及时发现绕组缺陷,有利于电力部门维修进而避免电力事故的发生。为此,提出了考虑短路电动力累积效应的变压器校核方法。首先,分析了变压器绕组形变累积效应与短路电流冲击次数的关系;其次,利用有限元方法和有限元软件,搭建了模拟了短路情况下变压器漏磁场-电动力冲击-绕组形变的累积效应仿真模型;最后,在已构建仿真模型的基础上,对实际运行变压器绕组形变情况进行了模拟分析。研究结果可作为变压器校核提供参考,具有较重要的理论参考意义。     

基于COMSOL多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用COMSOL Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布、B相高压中压绕组所受的轴向电磁力以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性更加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

基于联合仿真法边缘气隙效应的绕组优化设计

优化高频变压器的线圈结构能够减小边缘气隙效应,降低由于边缘气隙效应所引起的线圈涡流损耗和发热.采用场-路联合仿真方法,通过气隙回避设计出了高频变压器的三种新型绕组结构,并与传统变压器结构作对比分析,解决了传统设计方法难以通过优化线圈结构以减少高频变压器线损的问题.     

轴对称多导体涡流场的积分微分方程有限元法

研究积分微分方程有限元法解轴对称多导体的涡流场问题，采用伽辽金准则离散。以变压器的箔式绕组作为一类涡流场的实例，分析计算绕组中的电流密茺分布、漏磁场分布以及交流电阻和电抗。同时，初步分析突然短路时绕组中电磁力分布及其随突发短路能力的特点。计算值与试验值相符。     

开关电源高频功率变压器并联线圈设计分析软件开发

并联线圈可以增加线圈导体高频时的有效导电面积,减小高频功率磁元件的线圈损耗,但其分析与设计相对单根导体线圈则复杂得多.在比较分析并联线圈基础上,应用场、路相结合的方法,建立物理意义明确的包括里兹线、普通并联PCB以及绞绕并联PCB等高频功率变压器并联线圈的涡流损耗模型,并提出相应的易于实现损耗模型系统编程的算法.开发的软件人机界面友好.     

变压器油间气泡局部放电对绝缘性能的影响

准确描述电力变压器匝间短路故障时油中产生的气泡对绕组间绝缘性能的影响,对其稳定运行具有重要意义。针对变压器绕组匝间短路故障,本文首先建立瞬态模式下变压器 “电路-磁场”的多物理场耦合模型,探究故障情况下变压器绕组的电流和电磁特征;进而建立变压器匝间短路建模,磁电耦合及场强分布,进一步分析变压器油中气泡的放电特性。最后利用COMSOL软件建立仿真模型。将收集到的一台油浸式变压器连续运行数据及筛选出的低压短路故障时的数据进行仿真。仿真结果表明：电场在穿过气泡时会产生畸变,场强值瞬间增大,并且电场的畸变次数随着气泡数量的增加而增多,匝间变压器油绝缘强度下降,对变压器的绝缘性能造成较大影响。     

Y／联结平衡变压器的相间电能传输现象

发现了Ｙ／联结平衡变压器的相间电能传输现象．分析了相间电能传输的起因及其对变压器性能的影响．给出了减少相间电能传输绕组漏阻抗应满足的关系．这对Ｙ／联结平衡变压器的设计、分析具有重要意义     

直流制式下机车变压器磁场分析及绕组电感计算

针对1台具有4个高压4个牵引绕组结构的机车变压器,用ANSYS软件分析了直流制式下机车变压器的磁场,并在此基础上计算了4个低压绕组的电感矩阵,讨论了4个低压侧绕组不同的连接方式对铁心磁场分布及绕组电感的影响.在比较计算结果及结合实际要求的基础上,推荐了一种较为理想的直流制式下变压器用做滤波器的绕组连接方式.     

用标量位来计算稳态及瞬态工况下汽轮发电机端部三维磁场

本文提出了在计及端部行波场各次空间谐波的情况下,应用一维解析二维有限元数值解的方法来分析汽轮发电机端部三维磁场。在考滤到端区主要金属构件中涡流反应的影响后,仍可采用标量位来计算稳态及瞬态工况下的端区磁场。所编软件可在微机上运行。本文提出的方法适用于分析计算汽轮发电机定子端部绕组的电磁力及端部漏抗。     

直流制式下机车变压器用作电抗器的电磁特性分析及设计优化

跨线运行的电气机车,由直流供电时其变压器用作滤波电抗器.本文针对一台心式结构且具有4个高压和4个低压(牵引)绕组的机车变压器在直流供电时的有关电磁特性进行了研究.此时,高压绕组并联开路,低压绕组两两串联分别接入两个直流回路中用于滤波,两个直流回路或同时工作或单独工作.按同一铁心柱上两个绕组串联连接,则4个低压绕组有4种接法.文章在用ANSYS软件对磁场进行深入分析的基础上,计算了绕组间的电感矩阵及相应连接时的电感.同时,深入研究了4个低压绕组两两串联后或同时工作或单独工作时电感值随负载电流变化的特性,推荐了直流制式下变压器用作滤波电抗器时其低压绕组一种较合适的连接方式,且这种连接方式的电感计算值得到了试验验证.文章最后还针对所推荐的连接方式,在单回路工作时较双回路工作时所呈现的电感值差异,提出了一种增设第三绕组的补偿方案,并就有关问题进行了分析.     

基于一种新型磁场-电路耦合法的多绕组变压器复合短路阻抗及短路环流计算

多绕组变压器在不同短路工况下存在不同的短路阻抗,称为复合短路阻抗;不同短路工况下的各绕组电流均不相同.针对复合短路阻抗与短路环流存在的计算困难和计算时间长等问题,给出一种基于新型磁场-电路耦合方法的多绕组变压器复合短路阻抗及短路环流计算方法.在建立简化变压器磁场模型,得到绕组的电感矩阵后,将电感矩阵与外围电路结合,可以很快得到多绕组变压器复合短路阻抗与相应的短路环流.以某8绕组变压器为例验证,实测值表明该计算方法计算精度高,耗时较少,具有良好的工程应用价值.