局部简化建模法即在不影响计算结果精度的要求下,在对实物进行建模时适当地做一些简化处理,对所关心的部件进行精细建模,而对其余部件进行简化建模。为验证局部简化建模法的有效性,文中基于TEAM Problem 21基准族中的P21~a-2,P21~0-B模型,进行了详细地实验研究与仿真分析。重点考察了不同激励下采用局部简化建模法对变压器结构件(如变压器油箱)中杂散损耗、漏磁通密度计算值与测量值之间的对应关系。计算值与测量值具有较好的一致性,从而验证了局部简化建模法的工程适用性。在计算机资源有限的情况下,如何对装置模型进行简化计算是科学工作者致力于研究的一项重大内容。局部简化建模法对大型电力变压器电磁热模拟的合理建模,高效的仿真计算具有重要的意义。
为了研究高压输电系统电力变压器铜屏蔽中涡流损耗的分布,基于TEAM Problem 21基准族中的P21c-EM1简化模型进行了详细的实验研究与仿真分析。采用不同的建模方法对多种工况下激励线圈欧姆损耗进行计算并与测量值对比,得出线圈整体建模无法计算漏磁通在导体本身产生的涡流损耗,线圈单匝建模可以很好地反应实际工况。系统地介绍了变压器结构件杂散损耗传统测量方法以及分析了其缺陷,基于传统的测量方法介绍了一种新的测量方法,即采用实验模型总的损耗测量值减去实验模型中激励线圈损耗的精确计算值得出结构件中的损耗。多种激励条件下铜屏蔽中涡流损耗的计算值与测量值具有较好的一致性,从而验证了该方法的有效性。所得的结果、结论有助于电力变压器、平波电抗器等装置屏蔽结构的优化设计。
为研究无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的适用性,文中基于国际TEAM Problem 21基准族下的磁屏蔽基准模型P21c-M1和P21-M1,对在不同激励条件下无取向硅钢片制成的磁屏蔽的损耗特性和磁通分布特征进行研究,并与传统电力变压器普遍采用的取向磁屏蔽的磁性能进行对比分析。研究结果表明,由无取向硅钢片制成的无取向磁屏蔽对模拟电力变压器油箱壁的导磁钢板的屏蔽效果和取向硅钢片制成的取向磁屏蔽的屏蔽效果基本相同,且价格更为低廉。同时,基于结构件中杂散损耗的计算问题,提出了一种测量与仿真相结合的方法,通过与传统杂散损耗测量方法的对比,验证了该杂散损耗计算方法的有效性。
