电力变压器仿真模型设计方案

2.4.2 仿真参数介绍及波形 ................................................................................... 32 2.5 仿真三相变压器 T3 的内部故障 ................................................................... 38 2.5.1 仿真 T3 相间短路（AB 相）的模型如图 .................................................. 38 2.5.2 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 38 2.5.3 仿真 T3 匝间短路的模型如图 .................................................................... 42 2.5.4 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 42 第三章 变压器仿真波形分析 ............................................................................... 45 3.1 对励磁涌流进行 FFT 分析 ............................................................................. 45 3.2 对外部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 46 3.3 对内部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 47 总结 ......................................................................................................................... 49 参考文献 ................................................................................................................. 50 附录：外文翻译 1 .................................................................................................. 51 外文翻译 2 .............................................................................................................. 56 指导教师评语表 ..................................................................................................... 60

【顶尖】35KV变电站仿真系统技术方案顶尖35KV变电站仿真系统技术方案简介本文档旨在提供一份顶尖35KV变电站仿真系统技术方案。

技术方案旨在模拟和评估变电站的运行情况，并提供数据分析和决策支持。

以下是方案的主要内容：1. 技术概述35KV变电站仿真系统是基于先进的计算机仿真技术和电力系统理论而设计开发的。

系统的目标是模拟变电站的各个组成部分，包括变压器、断路器、隔离开关、控制装置等。

通过实时监测和分析各个部件的运行数据，系统可以提供变电站运行状态的仿真结果。

2. 关键功能（1）电力系统仿真：系统能够模拟35KV变电站的电力系统，并实时计算各个设备之间的电流、电压等电力参数。

仿真结果可以帮助运行人员进行电力负荷分析和设备运行状态评估。

（2）数据采集与分析：系统具备数据采集功能，可以实时采集各个设备的运行数据，并对数据进行分析和处理。

通过数据分析，可以发现设备故障、异常运行等问题，并提供相关的决策支持。

（3）告警与预警功能：系统能够根据设定的规则和阈值，对设备的运行状态进行监测，并及时发出告警和预警信息。

运行人员可以及时采取措施，以避免设备故障和停电等问题的发生。

3. 技术优势（1）精确度高：系统使用先进的电力系统模型和计算方法，能够准确地模拟变电站的运行情况，并提供可靠的仿真结果。

（2）实时性强：系统能够实时采集和处理各个设备的运行数据，并实时更新仿真结果和告警信息，以满足实时监控的需求。

（3）用户友好：系统界面简洁明了，操作简单方便，用户可以轻松地进行数据查看、分析和决策。

4. 技术实施系统的实施分为以下几个步骤：（1）需求分析：根据变电站的具体需求，明确系统的功能和性能要求。

（2）系统设计：设计系统的整体架构、数据库结构和用户界面。

（3）系统开发：根据系统设计的要求，进行系统的编码、测试和部署。

（4）系统验收：根据需求和设计文档，进行系统的测试和验收。

（5）系统运维：提供系统的维护和更新，确保系统的稳定运行和持续改进。

中国科技期刊技术库 工业C2015年56期 75电力变压器电磁暂态仿真模型与算法研究苏丽亚山东泰开变压器有限公司，山东 泰安 271000摘要：电力系统的继电保护是用来保护电网及其设备的一门综合性的学科，可是电力系统的快速发展对电力系统继电保护不断的提出新的要求，这就会使电力系统的继电保护总是充满活力与生机，而是一直处于蓬勃的发展中。

随着我国人民群众物质文化生活的不断提高以及国民经济的快速发展，电力的用户对供电质量的要求越来越高，对电能的需求也就越来越大。

怎样保证供电的质量，进而保证电力系统运行的可靠性与安全性是电力部门的核心问题。

存在。

关键词：电力变压器；电磁暂态；仿真模型；算法研究 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)56-0074-011 立变压器线圈的详细内部模型的基本思路随着实际工程问题的需要，变压器的内部暂态仿真模型也变得愈来愈细，这摘要表现在电路模型的采用集的分布参数和总参数混合的形式，除此之外，还对变压器线圈的剖分更加的细致，与此同时，还要考虑电路的参数以及频率的影响，与非线性的因素，考虑各种的损耗等等。

随着计算机技术飞速的发展，也为进行变压器的快速暂态仿真，提供了许多的可能性。

在电路模型上则是一个混合得电路，以线匝为单元剖分的部分采用分布参数的模型，其他的部分采用集总电路模型。

就是把无载调压分接区与变压器高压绕组首端等电压梯度大或很容易发生局部电磁振荡的地方，用一个线匝为一个单元进行剖分，而其他的地方就可以若干个线饼为一个单元进行仔细的剖分。

这个等值电路的模型能反映变压器宽频带的响应，还可以用来分析高频的局部电磁振荡与特快速暂态。

2 力变压器内部故障仿真研究的现状变压器匝间的故障数字仿真研究实际上已成为研究变压器内部故障主要保护的判据、指导保护整定的计算与校验保护动作特性的主要的问题。

变压器绕组内部的故障对变压器的危害非常的大，所以，一定要充分的认识电力变压器内部故障的规律，因为灵敏的变压器与研制的快速主保护方案是非常重要的，可是，因为这类故障经常会发生在变压器线圈的内部，利用物理的试验的方法来观察故障时每一种电气量的变化规律，进而还要探讨各种不同的故障方式的特点与故障的类型。

电力变压器温度建模与仿真研究随着电力系统的不断发展和电力负荷的不断增长，电力变压器在电网中扮演着至关重要的角色。

而电力变压器的温度是评估其运行状态的重要指标之一，高温会导致变压器的寿命缩短甚至故障发生。

因此，对电力变压器的温度建模与仿真研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

电力变压器的温度模型是通过对变压器内部和外部的热量分布及传递进行研究，建立数学模型来描述变压器的温度分布情况。

温度建模旨在预测变压器在不同工作条件下的温度变化，并帮助决策者优化运维策略、提高变压器的运行安全性和寿命。

在电力变压器的温度建模研究中，一种常见的方法是基于热平衡方程进行建模。

这种方法将变压器视为一个热力学系统，通过热量的收支平衡方程来描述变压器内部温度的变化。

另外，还可以基于电热耦合原理，考虑电流、电压和热损耗等参数的影响，建立电流和温度之间的关系。

这些模型可以通过实测数据进行参数拟合和验证，提高其准确性和可靠性。

除了静态温度建模，动态温度建模也是电力变压器研究的重要方向之一。

动态温度建模考虑了变压器在不同负荷变化下的温度响应，可以帮助运维人员更好地了解变压器的工作状态和运行特性。

动态温度建模通常需要考虑变压器的热惯性和传热过程的时间延迟等因素，通过数学模型进行仿真分析和预测。

温度建模的研究离不开对变压器内部热量的传递和散热机制的研究。

电力变压器的内部热量是由电流激励产生的，而变压器的散热机制主要通过冷却系统实现。

因此，在温度建模研究中，对变压器内部的热量分布与传递进行准确的建模是非常重要的。

研究者可以借助流体力学和传热学等领域的理论和方法，建立冷却系统的散热模型，并将其与变压器的温度模型进行耦合，从而提高温度建模的准确性与可信度。

为了验证温度模型的准确性，仿真研究是不可或缺的一个环节。

通过对温度模型进行仿真，可以得到变压器在不同工况下的温度分布图和温度变化曲线。

同时，也可以通过与实际变压器的运行数据进行对比和验证，进一步提高模型的可靠性和适用性。

电力变压器绕组波过程仿真方法
电力变压器是电力系统中不可或缺的重要元件，其绕组波过程对于电力系统的运行和稳定性具有重要影响。

为了研究电力变压器的绕组波过程，需要进行仿真分析。

本文介绍了电力变压器绕组波过程仿真的方法。

首先，需要建立电力变压器的数学模型，其中包括绕组的拓扑结构、材料参数、绕组的电学特性等。

可以利用电磁场有限元软件进行建模和仿真分析，得到电磁场分布和电压、电流等参数。

其次，需要进行绕组波过程的仿真分析。

绕组波过程可以分为内部波和外部波，内部波是指在绕组内部产生的波动，外部波是指在绕组外部产生的波动。

可以利用时域有限元法进行绕组波动仿真分析，得到绕组内部和外部的电磁场分布和响应。

最后，需要对仿真结果进行分析和评估，根据仿真结果得到电力变压器绕组波过程的相关特性和参数，如波速、波阻抗等，为电力系统的稳定性分析和设计提供参考。

综上所述，电力变压器绕组波过程仿真方法可以有效研究电力变压器的电磁特性和波动响应，为电力系统的安全稳定运行提供重要支持。

- 1 -。

第4章 变压器和电动机模型
4-13
4.3 交流电机模型
第4章 变压器和电动机模型
4-14
4.3 交流电机模型
4.3.3 交流同步电机模型 基本型) 交流同步电机模型(基本型 基本型 用于输入电机轴上的机械功率， 模型的输入端 Pm 用于输入电机轴上的机械功率， 电动机状态时， 电动机状态时，一个常数模块 或函数模块 发电机状态，连接常数、函数或原动机 发电机状态，连接常数、 第二个输入端 Vf 用于接入励磁电压， 用于接入励磁电压， 电动机状态下，连接常数模块; 电动机状态下，连接常数模块 发电机状态， 发电机状态，则 连接励磁系统模块 。 为三相定子的接线端， 模型的输出端 A 、 B 、 C 为三相定子的接线端， 用于连接电机的测量模块。 输出端 m 用于连接电机的测量模块。
第4章 变压器和电动机模型
4-8
4.2 直流电机模型
第4章 变压器和电动机模型
4-9
4.2 直流电机模型
励磁回路电压方程为
式中， uf 、 if 为励磁电压和电流;Rf、 Lf 为励磁回路电阻和电感。 式中， 为励磁电压和电流 、 为励磁回路电阻和电感。 电枢回路电压方程为
式中， Ra 、 La 为电枢回路电阻和电感 为电枢回路电阻和电感; 式中， Ua 、 ia为电枢电压和电流 ; 为电枢电压和电流 E 为电枢感应电动势； 为电枢感应电动势； ω 为电机转子机械角速度 (rad/s); KE 为电动势常数; 为电动势常数 LaF 为磁场和电枢绕组间互感。 为磁场和电枢绕组间互感。
第4章 变压器和电动机模型 4-12
4.3 交流电机模型
4.3.2 交流永磁同步电机模型 模型图标有四个输入端，一个输出端， 模型图标有四个输入端，一个输出端， 连接三相电压， 输入端 A 、 B 、 C 连接三相电压， 输入端 Tm 接入机械转矩信号。 接入机械转矩信号。 用于测量工作状态。 输出端 m 用于测量工作状态。

电力工程仿真实验方案一、实验目的通过电力工程仿真实验，学生能够掌握电力工程的基本原理与知识，加深对电力系统的理解，同时培养学生的动手能力和创新思维，提高学生的实际操作能力。

二、实验设备与工具1. 电力仿真软件：例如MATLAB、PSCAD等；2. 个人电脑或者实验室电脑；3. 电力实验设备：例如电力供应器、电压表、电流表等。

三、实验内容1. 电力系统基本原理的仿真实验1.1 电力传输与分配仿真实验：通过仿真软件建立一个基本的电力系统模型，包括发电厂、变电站、输电线路和负荷等，模拟电力传输与分配的过程，观察各个节点的电压、电流和功率变化规律。

1.2 电力系统稳定性仿真实验：通过改变负荷大小、发电厂输出功率等参数，观察系统的稳定性变化，了解电力系统的稳定性原理和调节方法。

2. 电力设备性能仿真实验2.1 电力变压器仿真实验：建立电力变压器的等值电路模型，观察电压、电流、功率的变化规律，了解电力变压器的工作原理和性能特点。

2.2 电力传动设备仿真实验：通过建立电动机等传动设备的数学模型，观察各个参数的变化，了解电力传动设备的运行特性和性能。

3. 电力系统故障仿真实验3.1 短路故障仿真实验：在模拟的电力系统中引入短路故障，观察各个节点的电压、电流的变化，了解短路故障对电力系统的影响和分析方法。

3.2 过载故障仿真实验：在模拟的电力系统中引入过载故障，观察系统的稳定性变化，了解过载故障对电力系统的影响和分析方法。

四、实验步骤1. 准备工作：将电脑打开，启动仿真软件，准备实验所需的电力系统模型和参数设置。

2. 连接设备：将电力仿真软件与电力实验设备连接，通过接口设置参数。

3. 实验操作：进行各项仿真实验，观察数据变化，记录实验数据。

4. 数据处理：对实验数据进行分析和处理，得出实验结果。

5. 结果分析：分析实验结果，总结电力系统的特点和规律。

五、实验要求1. 熟悉电力仿真软件的基本操作方法；2. 理解电力系统的基本原理与知识；3. 能够独立完成实验操作，获取实验数据；4. 能够分析实验数据，得出结论并进行总结。

西南科技大学电气专业方向设计报告设计名称：基于Matlab的变压器仿真建模及特性分析姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：2015年11月3日------2015年11月27日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析起止日期：2015/11/03～2015/11/27指导教师：方向设计学生日志基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析摘要：通过MATLAB软件中的电力系统模块，建立了分析变压器饱和特性的系统仿真模型。

使用该模型，对考虑磁滞、剩磁影响的饱和特性以及变压器的空载、负载、空载合闸、副边突然短路（负载）进行仿真分析，为分析变压器的特性提供了简单有效的方法。

并能通过分析加深对变压器特性的理解。

关键词：变压器；MA TLAB；特性分析Simulation modeling and analysis of transformer based on MATLABAbstract：Through the power system module of MATLAB software, the system simulation model of the saturation characteristic of transformer is established. Using the model, the simulation analysis was carried out to consider the effect of hysteresis, remanence saturation characteristics and transformer no-load, load, no-load closing, side sudden short circuit (load), provides a simple and effective method for the analysis of transformer properties. And can deepen the understanding of the characteristics of the transformer.Key words：Transformer ；MATLAB ；Characteristic analysis一、设计目的和意义电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。

Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建摘要：PSCAD是电力系统常用的仿真软件，在利用其进行电力系统仿真时却发现在元件库中不存在实际常用的Z 型接地变压器。

针对在仿真中发现的问题，文章在分析Z型接地变压器原理的基础上，利用PSCAD 中的单相三绕组变压器模块，设计搭建了Z 形接地变压器模型，并对其进行了理论分析和仿真验证。

通过对某35kV配电网经消弧线圈接地系统的仿真表明该接地变压器模型设计合理，从而为中性点接地系统建立正确仿真模型奠定了基础。

Abstract：PSCAD is a commonly used simulation software in power system，but there isn′t the commonly used zigzag grounding transformer in the component library. In view of this problem，based on the analysis of the principle of zigzag grounding transformer，this paper designed and built the zigzag grounding transformer model，and carried on theoretical analysis and simulation verification. The simulation of a 35kv power distribution network earthing via arc extinguishing coil system shows that the design of the grounding transformer model is reasonable，thus laying a foundation for neutral point grounding system to establish acorrect simulation model.关键词：Z型接地变压器；PSCAD；中性点接地方式；仿真验证分析Key words：zigzag grounding transformer；PSCAD；neutral point grounding way；simulation analysis中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）29-0137-020 引言随着电网规模的不断扩大以及城市电缆线路越来越多的应用，当系统发生接地故障时，因接地而产生的接地电流变的很大，加之有可能产生的间歇性弧光接地过电压都有可能导致接地电弧不能自熄从而危及系统安全，对此必须加以限制。

关于Solidworks API和VBA的科普知识见附录
I
（另起页：外文摘要范例；英文摘要和关键词应该是中文摘要和关键词的翻译）
Abstract
（标题：小二号，Times New Roman 字体，居中，单倍行距，段前、段后各 0.5 行） （正文：小四号，Times New Roman 字体，1.5 倍行距，两端对齐） Based on the parametric thought, this paper focus on the 3-D modeling of transformer and the influence of the main insulation structure changes on the electric field. The 3-D design software Solidworks is used to realize the parametric modeling, and the finite element analysis software COMSOL is used to calculate electric field in the process of power transformer main insulation electric field optimization. Secondary development of these two software can improve efficiency of the transformer main insulation design. Firstly, this paper reviews the study of transformer CAD technology, simulation model selection and electric field simulation. And to determine the use of VBA on Solidworks secondary development to achieve the parametric modeling of the transformer. Secondly, the parametric modeling of transformer is detailed. After introducing the main insulation structure of transformer, classification to parameterized variables of transformer is performed in order to reasonably reduce the workload of programming. Then feature library of transformer which can modularize the parametric modeling is built. Parts drawing ideas and assembly process are detailed. In addition, some important details of the programming are explained. In the electric field simulation part, setting of simulation conditions is explained first, then 3-D electric-field simulation of transformer model and subsequently analysis of the electric field intensity distribution are carried out. The qualitative analysis of transformer’s electric field intensity distribution shows that high electric field intensity appear in three places, there are the middle of high voltage winding and medium voltage winding, medium voltage winding end and low voltage winding end in the transformer core window, corner of the lead wire and fillet of shielding electrode. Quantitative analysis of insulation margin is performed in one place above. A parametric research of the structure of oil and barriers for

◦ ETK的建模对象？
ETK用于建立工作频率在100kHz范围内的铁氧体磁芯变压器和电感（但不包括50-50Hz 范围内的油浸变压器）
• ETK易用性?
Python有3个输入面板，所有参数可以在10吗？
在当前发布的ETK版本中，包含Philips和Ferroxcube各15种大类的磁芯形状。另外用户可 以手动修改一个特定Excel文件以加入更多的磁性形状和材料。
对于圆导线用户需要指定圆周分段数maxwelldesign求解设置模型所有的几何尺寸数据在maxwelldesign中都以参数化的形式指定几何尺寸可手动修改丌需要重新运行python脚本几何尺寸在maxwell中可以手动修改但如果要修改线圈层数或线圈匝数则必须重新运行脚本文件设计全参数化maxwell求解结果plots通过simplorer中的dynamiceddycurrent链接可以把求解结果以频变状态空间模型的形式输入到simplorer中用于电路仿真频变网表模型也可以通过networkdataexplorerndewindowclickexportbroadbandchoosepspicerenormalizeohmmaxwell求解结果matrixnetlistmaxwellsimplorermaxwell通过点击etk界面上的help按钮获得查看html格式的文件
• 通过点击ETK界面上的“Help” 按钮获得 • 查看html格式的文件: C:\Program
Files\AnsysEM\AnsysEM16.1\Win64\Maxwell\syslib\UserDefined Models \Lib\CoreUDM\Help\ElectronicTransformerKit_help.html • 在相同的文件位置查看PDF文件

电力变压器的温度分布仿真与优化设计电力变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，它起着调整电压、提供稳定电流的关键作用。

而电力变压器的温度分布对其正常运行及寿命具有重要影响。

因此，对电力变压器的温度分布进行仿真与优化设计是非常必要且具有挑战性的工作。

电力变压器的温度分布与其内部结构、工作负载、冷却系统等因素密切相关。

为了准确地模拟电力变压器的温度分布，首先需要对其内部结构进行建模。

电力变压器通常由高压绕组、低压绕组、铁芯等组成。

高压绕组和低压绕组是变压器中的关键元件，它们承受着电流的冲击和磁场的影响。

为了能够更好地模拟电力变压器的温度分布，需要对绕组的电流分布进行准确的建模。

接下来，需要考虑电力变压器的工作负载。

电力变压器在运行过程中会承受不同的负载，这些负载会导致变压器内部产生热量。

因此，对电力变压器在不同负载下的温度分布进行模拟是必要的。

可以通过建立变压器的热力学模型，结合实测数据，计算出变压器在不同负载下的温度分布。

除了内部结构和工作负载外，冷却系统也是影响电力变压器温度分布的重要因素。

冷却系统可以通过冷却油或风扇等方式，将变压器内部的热量散发出去。

因此，在进行电力变压器的温度分布仿真与优化设计时，需要考虑冷却系统的效果。

可以通过建立冷却系统的数学模型，计算出冷却系统对于温度分布的影响，并根据仿真结果进行优化设计。

温度分布仿真与优化设计涉及到多个学科的知识，包括热传导、电磁场、流体力学等。

因此，需要运用数值仿真方法进行模拟。

数值仿真方法可以通过离散化求解控制方程，得到电力变压器的温度分布。

目前，常用的数值仿真方法包括有限元法、网格法、有限体积法等。

这些方法能够较为准确地模拟电力变压器的温度分布，为优化设计提供依据。

在进行电力变压器的温度分布优化设计时，需要权衡多个影响因素。

除了内部结构、工作负载和冷却系统外，还需要考虑成本、能效等因素。

优化设计的目标是使电力变压器在满足工作要求的前提下，达到最佳的温度分布。

Cut-away of typical 3ph oil-filled power transformer
Oil-flow though winding having LV layers and HV disks
电力变压器温升计算
—模型介绍
• Maxwell 3D 涡流场求解器 • 频率 = 60Hz sinusoidal • 铁心相对磁导率= 300 • 铁心电导率= 0 • 只考虑LV 线圈集肤效应和
BranchCurrent(VI9) Setup1 : Transient
BranchCurrent(VI10) Setup1 : Transient
BranchCurrent(VI11) Setup1 : Transient
BranchCurrent(VI12) Setup1 : Transient
Calculate Field
Calculate Field Accuracy
Error Acceptable?
Yes
No Refine Mesh
Display Simulation Results
Adaptive meshing is available for all non-transient solvers
Simplorer
System / Circuit
IA
A
IB
A
IC
A
PMSYNC
ICA: PP := 6
Torque
J
A
D2D
GAIN
PExprt
Magnetics Design
ANSYS Mechanical
Thermal / Stress
Maxwell 2D/3D

超大容量换流变压器现场组装工艺仿真超大容量换流变压器受到运输尺寸和运输重量的限制，要进行现场组装的方案，现场进行工艺仿真对成功的规划产品生产工艺流程有重大的意义。

标签：换流变压器；现场组装；仿真1 引言虚拟现实的工艺仿真可以在虚拟的环境下进行三维沉浸以再现具体的工艺过程，它能很好的辅助产品设计与制造过程，它能够使用户在产品开发或生产规划阶段对产品的工艺过程进行仿真和评估。

从而能够检验既定生产工艺和优化生产工艺。

传统工艺过程的展示基于CAD二维环境下，平面静止的进行厂房布置并需要技术人员将图纸抽象成三维空间。

应用大量文字加以说明。

应用人员需要详细解读工艺文件，配合平面图纸构建三维空间，理解装配顺序及工艺要求。

这样很容易产生二义性错误，造成损失。

不能很好的达到前期规划的预计效果，不能直观的验证前期工艺流程。

超大容量换流变压器是国家重点产品项目，对现场进行厂房搭建与工艺路线规划是十分严格的，前期的现场工艺仿真是十分必要的，其能更好的做到节约成本，完成合理布局。

直观的仿真换流变压器工艺过程对项目前期规划起到很重要的作用。

根据产品的CAD图纸进行产品模型建立，建立简易的产品模型，要求从三维角度保证产品的外限尺寸以及外绝缘距离。

2 现场组装工艺仿真2.1 数字化厂房建立在虚拟环境下建立可移动式厂房并包括其附属区域。

建立厂房外表面蒙皮，布局整体厂房区域，使得每个区域得到很好划分。

达到节约土地面积的作用。

厂房内部主要划分为零件库区，铁心叠装、引线、器身装配区，干燥炉，装配区，静放区，试验大厅，电容室七大功能区域。

根据各区域要求的工装设备建立相应的模型。

并建立各个区域的相关设备模型。

根据前期规划进行设备布局，并保证每个设备的要求作业范围如图1所示。

2.2 现场组装工艺流程铁心叠装→绝缘装配→引线装配→预装→器身/绝缘件干燥→器身整理及检查→二次回炉→总装配→真空注油及热油循环→静放→试验→拆装存栈对产品制造的每一个环节进行虚拟仿真，形成动态视频展示，避免产品生产过程中产生的干涉与不合理过程。

电力变压器的温度场仿真模拟与分析1. 引言电力变压器作为电力系统中重要的设备之一，在电能的传输与分配中发挥着关键的作用。

然而，由于其内部工作过程中产生的热量，电力变压器的温度分布对于设备的安全运行和寿命有着重要的影响。

因此，深入研究电力变压器的温度场分布，进行仿真模拟与分析，对于优化设备性能、提高运行效率具有重要意义。

2. 电力变压器结构与工作原理电力变压器主要由铁心、绕组、油箱和冷却系统等组成。

当变压器运行时，主要产生的热量是由电流通过绕组导致的，这些热量通过冷却系统中的油进行传导和扩散。

3. 温度场分布的影响因素电力变压器的温度场分布受到许多因素的影响，包括环境温度、绕组材料、冷却系统效率等。

其中，绕组的额定电流是影响温度升高的重要因素之一。

4. 温度场仿真模拟方法为了对电力变压器的温度场进行仿真模拟与分析，常用的方法是基于计算机辅助工程（CAE）软件进行数值计算。

通过建立变压器的几何模型和电磁热耦合模型，利用有限元法或有限差分法等数值求解技术，可以得到变压器内部和外部各个部位的温度分布情况。

5. 仿真结果与分析通过对电力变压器的温度场进行仿真模拟，可以得到详细的温度分布图和温度场曲线。

通过对仿真结果的分析，可以了解变压器不同部位的温度升高情况和温度梯度。

这些信息对于设计电力变压器、优化冷却系统和预防设备故障都具有重要的参考价值。

6. 电力变压器温度场优化措施通过对温度场仿真结果的分析，可以得出一些优化电力变压器温度场的措施。

例如，在电力变压器设计过程中，可以优化绕组材料的热导率，改进冷却系统的散热效果，合理布置变压器各个部位的散热装置等。

这些措施可以有效降低变压器的温度升高、提高设备的运行效率和寿命。

7. 结论电力变压器的温度场仿真模拟与分析是提高其性能和可靠性的关键工作之一。

通过对温度分布的仿真模拟，可以深入了解变压器内部的温度情况，并进行相应的优化措施。

这将对电力系统的安全运行和电能传输的效率起到重要的保障作用。

Keywords: Solidworks；COMSOL；Parametric modeling；3-D electric-field simulation； Power transformers；Main insulation (“Keywords”： Times New Roman 字体， 小四号， 加粗， 居左） （关键词： Times New Roman 字体，小四号）
结合变压器绕组端部结构图及第三小节特征库的建立有助于理解以下参第二章变压器的三维参数化建模表21变压器参数化模型的约束变量约束参数序号变量名变量值变量描述绕组部分r10490m低压绕组矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离r20655m中压绕组矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离r30885m高压绕组矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离h11450m低压绕组高度h21450m中压绕组高度h31450m高压绕组高度w10060m低压绕组圆柱筒径向厚度w20120m中压绕组圆柱筒径向厚度w30140m高压绕组圆柱筒径向厚度绝缘压板部分10yabanr07775m压板矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离11yabanph0950m压板矩形纵截面中心与中位水平横截面的距离12yabanh0030m压板纵截面矩形竖直方向厚度13yabanw0635m压板纵截面矩形水平方向宽度铁芯部分14txh2790m铁芯最大窗高15txw2190m铁芯最小窗宽16txr0400m主芯半径17txhou0020m叠片厚度油箱部分18xiangpx0600m油箱箱体中心位置的x坐标19xiangl4000m箱体长20xiangw3300m箱体宽21xiangh4050m箱体高22xiangaddw1500m箱顶梯形部分上底宽度23xiangaddh0450m箱顶梯形部分高度高压引线部分24ly0540mr3w32引线横出距离25deg38引线所在平面延绕组中心轴与铁芯窗所在平面形成的角度26yxhou50010m引线处油纸绝缘的油隙厚度27ballr10165m均压球的形状参数28ballr20075m均压球的形状参数29ballr30050m均压球的形状参数30ballh10280m均压球的形状参数华南理工大学学士学位论文1031ballh20030m均压球的形状参数32pothou0018m瓷套管的形状参数33poth20115m瓷套管的形状参数34poth30480m瓷套管的形状参数35poth40040m瓷套管的形状参数36potr10075m瓷套管的形状参数37potr20168m瓷套管的形状参数38potr30260m瓷套管的形状参数39rwaiy00425m瓷套管内导体半径预设参数选择40jhou10005m绝缘厚度141jhou20005m绝缘厚度242jhou30010m绝缘厚度343yxhou40050m油隙厚度444cdqh0040m绝

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电工电能新技术
第 34 卷
立式磁屏蔽叠积方向为 z 轴， 实体建模， 电导率 ［10 ］ 与磁导率的设定与平板式的中间整块模型相同 。 两种屏蔽的铁心叠积方式与立式屏蔽相同 ， 为 减少铁心涡流损耗， 根据式 （ 8 ） 电阻率 ρ 越大， 即铁
图6 Fig． 6 平板式和立式磁屏蔽
MEMtype and Mtype shields
Δ
Δ
Δ
Δ Δ
图5 Fig． 5
磁化曲线和损耗曲线
Magnetization and loss curves
4. 2
模型结构 在激励绕组上部分别放置两种磁屏蔽 。平板式
磁屏蔽兼有磁分路和通常电磁屏蔽中涡流反作用的 type shield ） ； 立 功能， 称之为 MEM 型磁屏蔽 （ MEM式磁屏蔽有磁分路功能， 其涡流反作用可忽略不计， type shield ） 。 磁分路 功 能 称之为 M 型磁屏蔽 （ M-
［3 ］
Simulation model
图3 Fig． 3
磁力线分布 Magnetic curve
。
由图 3 可见， 负载与镜像空载的磁力线分布基 比较观 本一致。图 4 为对称面上磁通密度分布图， 察屏蔽中心线附近的磁密曲线， 两种情况下的磁通 密度分布也很接近， 图 4 中 y 轴是屏蔽模型的中轴 线位 置， 原 点 为 图 3 模 型 的 坐 标 原 点。 在 y = 430mm 左右负载磁密曲线出现一个上升点， 是因为 在屏蔽端部 （ y = 430mm ） 处漏磁通分布集中， 故端 部磁密有少量增加， 整体来看， 二者曲线有较好的吻 合， 足以证明方法的正确性与可行性。
损耗以及图 2 中 y 与 z 方向上的经典涡流和异常涡 流损耗， 附加铁损包含 x 方向 （ 即垂直屏蔽方向 ） 上 的经典涡流和异常涡流损耗。