仿真建模实践与认识18

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1、仿真建模实践与认识18（2010）390-403目录列出了可用在：仿真建模的实践和理论期刊主页：www.elsevier.com/定位/simpat的参数计算分析和有限元方法干式变压器详细模型B.M.Eslamian，瓦希迪*，S.H.侯赛尼安德黑兰，伊朗，Amirkabir科技大学电机工程学系，ARTICLEINFO文章历史：6月3日收到二零零九年十二月七日2009年12月9日2009年12月在线16关键词：树脂浇注干式变压器详细模型FRA有限元法参数计算ABSTRACT铸塑树脂干式变压器的非易燃的特性使它们适合于不同类型的

2、用法。本文提出了一种关于这些变压器的模型如何获得高频率的方法。为此目的使用的详细模型和参数用有限元法的计算模型，包括电感，电容和电阻（有限元法）。的效果的频率的电感的计算被认为是在利用有限元方法。为了验证该模型，构建设置为高电压测试干式变压器的绕组。仿真结果进行了比较，频率响应分析（FRA）和冲击试验测得的实验数据。2009年爱思唯尔B.V.保留所有权利。1.介绍变压器运行中的各种因雷电产生的过电压，开关操作或系统干扰。通常，在正常情况下在一个稳定的状态，电压分布内的线性曲折的脉冲电压，在绕组中的电压分布是不是线性的，用于计算

3、脉冲电压分布，绕组应该是模拟的等效电路，包括在术语集中的R，L，C元件。铸塑树脂干式变压器是最合适的配电变压器的高度的安全性。干式变压器相比，油浸式更轻和不可燃的。他们也没有污染物质（如油）。这些变压器的非易燃的特性，使它们适合于住宅和医院。用法如图1示出了一相的结构的一个组成的铸塑树脂干式变压器的低和高电压绕组。该变压器的低压绕组是由一个全高的铝板受伤同时绝缘层。高电压绕组构造的几个系列的磁盘，每个磁盘制成的铝箔与绝缘层交错。受伤后的高电压绕组，它被放置在模具中，并投下在树脂中真空压力。较低的噪音水平，实现绕组包裹在固体绝缘

4、。灌装绕组树脂真空压力下消除空隙可以导致电晕。固体绝缘系统，绕组具有优越的机械和短路的强度和被不透水的水分和杂质。2.变压器暂态建模变压器的暂态建模的调查和研究了一个世纪的主题。在1954年，刘易斯[1]提出，变压器绕组的瞬态行为可以用一个等效的阶梯型网络组成的均匀的部分有限数量的研究。HV磁盘LV层图1。塑树脂干式变压器的示意图。每个部分由集总的电容性和电感性元件代表实际的绕组的分布参数。Lewis的模型是只适用于均匀的绕组。此外，电感耦合效应的表示形式包括通过修改自感值。麦克沃特等人。[2]研究了同样的问题的基础上的等效电

5、路方法。他们的模型仍然遭受从规模的和对称的等效电路，用于表示绕组所产生的限制。Dent等人。[3]采用相同的一般形式由刘易斯提出，但有一定的差别的等效电路。Dent的模型可以表示一个非均匀的绕组和部分之间的感应耦合的影响考虑在内。凹痕的论文发表后，大多数的研究人员在这方面，他们的注意力集中的等效电路参数的计算。奥山[4]计算的自感和互感变压器绕组通过引进从实验获得的一些修正因素。斯坦[5]和川口[6]提出了一种方法来计算的等效串联电容，通过计算存储在线圈中的静电能量。fergestad和亨里克森[7,8]计算值采取一定的影响，

6、考虑到铁芯部分绕组的自感和互感。威尔科克斯等。[9,10]从麦克斯韦方程得出了一组公式计算自救互电感的参数。德莱昂和Semlyen的[11]利用图像的方法来计算匝漏感和电荷模拟方法计算匝数和从轮到接地之间的电容。他们还提出了详细的模型[12]为准确计算的损失。互感器暂态分析方法进行了研究[13〜15]在过去的几年。使用的分析方法是，可能会产生问题的几何形状上可以接受的结果，这取决于设计工具之一。但这种方法是不灵活的。如今，相对于分析方法的困难，作为一个准确的，可靠的方法的有限元变得更受欢迎。有限元法的最重要的优势是，这种方法，

7、因为任何复杂的几何结构是可解的有限元法的制定是独立的几何形状。有限元法模拟变压器的行为在不同的situations.These应用有很多的应用，包括能源，漏磁通和电磁力的计算。通过使用有限元法和考虑变压器的结构细节，它是可能的绕组详细的模型来计算的参数。“分析的方法相比该方法的优点是，有可能是在等效电路中的电感和电容的不等量的。截至目前，通过有限元计算的集总参数的电力变压器完成[16〜20]。所有工作完成变压器的瞬态充油变压器，并没有这样做，干式变压器。由于这是从它的名字，干式变压器没有任何油，而是一个为固体的介电材料，如树脂

8、在其结构中使用。导体的形状，类型的介电材料和在干式变压器的绕组的结构不同于充油变压器。另外，电场的形状是相当不同的。另一方面，周围的空气作为绝缘体，冷却器的运行在绕组和酒吧的提示之间的空间。由于空气干式变压器（约4倍），大量的电压，在这种变压器与其他固体绝缘子的介电系数大的差