[发明专利]一种变压器静态场和涡流场的仿真分析方法及系统

说明书

本发明属于电力系统的电力设备技术领域，公开了一种变压器静态场和涡流场的仿真分析方法及系统，在Ansoft Maxwell 14模拟环境下对变压器进行2D和3D建模，进行有限元分析和模拟；分析变压器在额定负载的运行特性；在静态场分析变压器的磁力线分布、磁通密度情况、磁感应强度是否符合预期的要求；在涡流场分析损耗。本发明减少了线损，提升高能量传输的经济性；延长变压器的使用寿命。本发明设计合理，具有经济效益，具有实用性。

技术领域

本发明属于电力系统的电力设备技术领域，尤其涉及一种变压器静态场和涡流场的仿真分析方法及系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

目前，业内常用的现有技术是这样的：变压器的使用非常广泛，在国民经济各个领域占有非常重要的地位。不同的部门使用不同的变压器。变压器是电力系统的主要设备。一般发电机的电压只有10～20KV，然后，我们必须将满足我们需求的高能量带到非常遥远的地方，原则上不可能使用这种低电压。这是由于较低的电压传输，相应的传输电流很大。一方面，大电流会导致传输线上的大功率损耗；另一方面，高电流足以在线路上产生大的电压。再者，高电压输电就要求将电压用升压变压器升到一定的高压水平。目前的理论与实践证明来说，传输距离越长，传输功率越高，传输的电压也就会越高。一般伴随着传输距离的增加和传输功率的增加，增加了变压器容量和电压要求。当电力被送到需要电力的地区时，必须使用降压变压器把传输线上的高压降低到配电系统所能使用的电压。随后，在一系列配电变压设备之后，电压降低到供电电压供用户使用。

变压器能量的损失会随着变压器的容量而增加，这样，铁芯和绕组产生的热量也大大增加，从而使变压器冷却的问题非常突出。如果不把热量带走，会降低变压器的使用寿命，甚至烧毁。变压器的用途广泛使它成为各行业中不可缺少的电气设备之一。

据统计，就目前而言国内外的能源变压器的最大容量值就已经达到1300MVA以上，像1150kV以上的这样的单电压水平也实现了。能源电网对高压变压器的要求越来越严格，因此传统能源变压器在设计，生产和工艺方面面临重大挑战。研究设计人员和研究人员设计并试验了变压器，以减少变压损失，降低成本并延长其使用寿命。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)线损严重，高能量传输的经济性差；

(2)变压器的使用寿命短，易损坏，耗力耗材。

现有技术中，不能为减少线路传输电流，降低线损，提高能量传输的经济性，提高远距离传输的目的，以达到能够满足各级用户的紧张需求提供依据。

现有技术中，没有利用ansoft maxwell14软件对250kva的变压器进行仿真分析。为变电站(所)及城乡电网提供理论依据；

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种变压器静态场和涡流场的仿真分析方法及系统。本发明为如何分析变压器的不同的运行特性下静态场中变压器模型的磁力线分布、磁通情况、所加的电压电流是否可以保证变压器稳定运行；涡流场中的集肤效应、邻近效应随着频率的改变会什么样的变化以及带来的损耗变化提供依据。

本发明是这样实现的，一种变压器静态场和涡流场的仿真分析方法，包括：

在Ansoft Maxwell 14模拟环境下对变压器进行2D和3D建模，进行有限元分析和模拟；

分析变压器在额定负载的运行特性；在静态场分析变压器的磁力线分布、磁通密度情况、磁感应强度是否符合预期的要求；在涡流场分析损耗。