電力變壓器渦流損耗計算和屏蔽效果研究.pdf

1、隨著電力變壓器的容量等級和電壓等級的不斷提高，變壓器各結構件承受的漏磁通密度大幅度增加，這些漏磁會在變壓器的金屬結構件中感應出渦流，形成渦流損耗，不僅會浪費能源降低變壓器的運行效率，還可能在變壓器結構件中形成局部過熱。因而需要相應的屏蔽措施來合理解決結構件中的漏磁問題。
　　針對大容量電力變壓器結構件渦流損耗和屏蔽問題，本文以一臺334MVA單相自耦變壓器為研究對象，首先計算分析了變壓器二維漏磁場的大小和分布情況，并將仿真結果與理

2、論計算結果相比較，驗證了Maxwell有限元軟件計算變壓器二維漏磁場的正確性。
　　利用三維瞬態(tài)有限元法對變壓器箱體的渦流損耗和屏蔽做了計算研究，在考慮箱體材料的非線性和磁屏蔽疊片各向異性非線性磁特性情況下，本文計算分析了箱體不同屏蔽方式和屏蔽結構的屏蔽特性，分別計算了配置箱體前后側磁屏蔽、增加上下磁屏蔽和增添箱體拐角銅屏蔽三種屏蔽方案下箱體的磁場和渦流損耗，并對箱體前后側磁屏蔽依次從屏蔽板的寬度、屏蔽板的高度、屏蔽板的厚度、屏蔽

3、板間的間距以及屏蔽板與箱體間的距離五個方面進行了屏蔽結構優(yōu)化?；谟嬎憬Y果，總結了箱體不同屏蔽方式和屏蔽結構的屏蔽特性。
　　對變壓器夾件的損耗及其屏蔽措施做了研究。通過對夾件渦流損耗的瞬態(tài)精確計算與表面阻抗法的近似計算作對比，找到夾件材料的等效磁導率，然后，針對夾件的損耗分布情況，提出了四種相應的屏蔽方案，利用表面阻抗法計算的快速性對所提出的四種屏蔽方案做優(yōu)化研究，比較不同屏蔽方案下屏蔽效果的優(yōu)劣性，得出適于夾件的屏蔽結構。并進

4、一步通過對U型屏蔽方案的優(yōu)化過程做瞬態(tài)計算，驗證表面阻抗法在夾件添加磁屏蔽后計算的準確性，得出了在給夾件選擇了合適的等效磁導率后，采用表面阻抗法計算得到的結果具有比較高的計算精度。
　　最后對變壓器的箱體和夾件做了磁熱耦合分析，以結構件的渦流損耗計算結果作為熱源載荷進行加載，得到了箱體和夾件在沒有磁屏蔽和有磁屏蔽情況下的溫度分布。驗證了在沒有屏蔽措施時，變壓器箱體和夾件都會出現(xiàn)局部過熱問題，在采取不同磁屏蔽措施后可不同程度的將低變