ansys电力变压器的性能分析(2)

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3.3.1 电路单元CIRCU124与磁路耦合的基本概念 10

3.3.2 二维磁场分析的电-磁耦合 12

4.1 变压器材料选取和参数计算 13

4.1.1 变压器基础技术参数 13

4.1.2磁心几何常数（Kg）法计算变压器参数 14

4.1.3 确定变压器最终尺寸材料 18

4.2 二维磁场有限元分析 19

4.2.1 创建物理环境 20

4.2.2 建立模型、赋予特性、划分网格 20

4.2.3 加载边界条件和载荷 22

4.2.4 求解分析 23

4.3 改变参数对变压器的影响 25

4.3.1 铁芯材料对变压器磁场分布的影响 25

4.3.2 铁心尺寸对变压器磁场分布的影响 26

总结 29

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

1.1 变压器研究意义

能源是人类赖以生存的物质基础，是社会发展和经济繁荣的动力。因此，当今世界把能源与材料，信息视为社会进步的三大支柱。能源的有限和能源资源的日渐消耗，已使人们认识到问题的严重，《中华人民共和国集约能源法》明确指出：节能是国家发展经济的一项长远战略方针。论文网

电力是一种使用方便的优质二次能源，涉及到国计民生的方方面面，当今社会能源的发展是以电力为中心。电力变压器是电力生产，传送过程中的主要电气设备，运行变压器的总容量远远超过运行发电机、电动机的总容量[1]。变压器在变压和传送电能过程中，由于其自身的技术参数的不同及所承担的负载发生变化，会产生有功功率损耗（通常称铜损）和无功功率消耗（通常称铁损），由于变压器的总台数多，容量大，所以在发供用电过程中变压器的电能损耗约占整个电力系统损耗的百分之三十左右[1]。因此，通过科学的定量计算，择优选取变压器及电力线路经济运行方式，负载的经济调配，以及变压器与供电线路运行位置的优化组合等技术措施，能够最大限度地降低变压器和线路的损耗。

变压器是电力系统中的重要的设备之一，其正确分析、可靠设计对于电能的高效分配利用和电力系统的安全运行至关重要。现代社会中，工业的不断发展和人民生活水平的发展，对变压器的效率、成本和可靠性等方面提出了越来越多的要求。随着生产技术的不断改进、新型材料的及时研发以及制造工艺的日趋完善，电力变压器的各项性能指标不断刷新，能量密度也越来越高，单机容量越来越大。与此同时，其设计和运行过程中一些新老问题凸显出来。分析问题是，通常要回归最初的概念。所以只有对这些问题所涉及的物理场进行深入的分析研究，才能发先问题的实质，寻求切实的解决方案。

事实上，所有实际工程问题本质上都可以归结为数学物理方程，从而解方程得出准确解。但由于实际对象极为复杂，因此，除少数特殊问题经合理的简化后可得出解析结果外，一般都冗长复杂的循环，难于得出解析解。正因为如此，为了获得工程实际结果而且不必浪费时间和精力计算数学问题，传统设计才采用“化场为路”的集中参数方法，并借助经验数据对结果进行修正，以满足使用要求。但随着基于有限元的数值计算方法的发展，大多数复杂定解问题的数值解已成为可能，且几乎所有具有确定数理描述的实际工程问题基本上都能够借助于有限元方法予以解决[2]。