大容量电力变压器杂散损耗数值分析计算

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1、第47卷第11期Vol.47No.112010年11月TRANSFORMERNovember2010大容量电力变压器杂散损耗设计计算的数值分析计算郭满生（保定天威保变电气股份有限公司，河北保定071056）摘要：分析了运用传统经验公式计算变压器杂散损耗的缺陷，提出了大型电力变压器油箱等结构件杂散损耗的数值计算方法，并以实例进行了对比分析。关键词：杂散损耗；计算；三维模型＋中图分类号：TM401．1文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）11－0001－04NumericalAnalysisandCalcul

2、ationofStrayLossofLargePowerTransformerGUOMan-sheng（BaodingTianweiBaobianElectricCo.,Ltd.,Baoding071056,China）Abstract：Theproblemstocalculatetransformerstraylosswithtraditionalempiricalformulaisanalyzed.Thenumericalcalculationmethodofoiltankoflargepowertransforme

3、rispresent-ed.Theexamplesarecomparedandanalyzed.Keywords：Strayloss；Calculation；3Dmodel需要对大容量变压器的杂散损耗分布进行定量的分1引言析计算，并为结构上采取措施限制变压器的局部过近年来，随着我国超、特高压电力变压器额定容热提供设计依据。量的不断增加（单相容量≥1000MVA）,变压器负载本文中笔者以投入运行的电力变压器ODFPS-损耗特别是杂散损耗的准确计算越来越成为制约产334000/500为研究对象，应用MAGNET软件，采用品设

4、计的重要课题。负载损耗是变压器的主要性能数值分析的方法对该变压器钢铁结构件中的杂散损参数之一，其直接影响产品电磁线的用量，对产品成耗进行了定量的分析计算，并与实测结果进行了比本的影响较大。如果负载损耗小于规定值很多，必然对。分析表明，计算结果是有效的。本文中有关磁场增加材料成本。如果因设计和试验的偏差较大而造分布、损耗密度等仿真计算数据，为单柱容量为成产品负载损耗比规定值大，不仅不符合合同要求，334MVA的大型电力变压器、同类型结构大容量变而且有可能造成产品局部过热问题。因此，准确把握压器的杂散损耗的设计计算和防止构件

5、局部过热提负载损耗的设计值至关重要。供了合理的依据和参考。变压器的负载损耗主要是绕组导线的电阻损2建模耗、绕组的附加损耗（包括导线的涡流损耗及不完全换位损耗）、引线损耗以及钢铁结构件中的杂散损耗本次建模运用加拿大某公司的MAGNET软件等。由于漏磁通路径的复杂性，对钢铁结构件（夹件、计算变压器三维涡流漏磁场。拉板及油箱等）中产生的杂散损耗通常采用经验公由于三维涡流场需要耗费很多计算资源,根据[1]式进行计算。由于变压器容量的增加和运输尺寸变压器结构的对称性以及所要研究问题的特点,对的限制，该类损耗在总损耗中的比重呈增加趋

6、势，而漏磁场计算模型做如下考虑。变压器构件尺寸的改变所引起的磁场效应的变化常（1）变压器在结构上对称,求解区域取整个变使经验公式对这一损耗的计算存在较大偏差。因此压器结构的1/2。2第47卷（2）忽略铁心内涡流和高、低压绕组，调压、励NeeeW=ρΣWe(Bm)V（5）磁绕组内环流和涡流对漏磁场的影响。i=1（3）各绕组总安匝等于零,绕组各分区内的电式中ρ———材料密度流密度认为均匀分布。Ve———单元体积（4）因引线电流较小，没有考虑引线漏磁场对Be———单元磁密的幅值m油箱的影响。We———单元的损耗（5）由于变压器

7、铁心、油箱磁屏蔽等选用优质为了比较确切地计算构件中的涡流损耗，需要硅钢片，忽略铁心硅钢片和磁性材料结构件的磁滞考虑透入深度，并采用高阶剖分单元等细化网格等特性。措施。（6）未考虑拉带等小构件的影响。4数值结果分析（7）未考虑取向磁性材料的各向异性。（8）考虑材料非线性。该变压器各构件磁场分布如图2和图3所示。三维实体模型如图1所示。图2变压器磁场分布图1Fig.2DiagramⅠofmagneticfielddistribution图1变压器计算模型oftransformerFig.1Calculationmodelof

8、transformer3计算方法铁磁构件中的损耗主要包括涡流损耗和磁滞损耗，可分别计算。[2]对于铁磁构件涡流区域的损耗，基于T-Ω方法用以下公式计算。塄·H=Jb（1）图3变压器磁场分布图2H=-塄·ψ+Hb（2）Fig.3DiagramⅡofmagneticfielddistributionoftransform