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磁屏蔽对大型电力变压器磁场与温度场的影响

作　者: 张娜
导　师: 梁艳萍
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 电力变压器磁屏蔽有限元法磁场分析温度场分析
分类号: TM41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

大型电力变压器在高压输电线路中起着至关重要的作用，其工作的安全性和高效性是电能是否能够高质量传输的关键之一。但是在实际应用中，往往由于大容量变压器漏磁过大，造成了漏磁在结构件中产生的损耗也较大，导致变压器的工作效率和质量都有所下降。因此，对降低进入结构件漏磁方案的优化设计和电磁屏蔽设备的选择，一直是国内外变压器工作者的研究热点。本文针对变压器铁芯周围磁场漏磁过大这一现象，根据变压器的实际结构，提出了在漏磁较大处增加磁屏蔽的办法，来降低进入变压器结构件内的铁芯漏磁。经过理论与实践的研究发现，在铁芯的适当位置加装合适的磁屏蔽，确实有规范漏磁磁路，降低结构件损耗的作用。为了说明增加磁屏蔽的必要性和优势，本文分别从以下几个方面进行阐述。首先，对加装磁屏蔽的大型电力变压器的本体结构进行了详细说明，并说明了磁屏蔽材料和加装位置的选择以及增加磁屏蔽的作用等。其次，采用三维有限元分析法，建立了一台电压等级为500kV的大型电力变压器的数学模型。从理论的角度分析了大型电力变压器的磁场分布情况。再次，根据磁屏蔽安装位置对变压器铁芯磁场的影响不同，建立了不同的分析模型，分别进行磁场计算，对铁芯主磁路和结构件中的漏磁场分布分别进行了分析，通过分析磁场分布的变化，比较得出本文中提出的新型磁屏蔽的优势所在。最后，建立温度场模型，对该变压器进行温度场计算，分别在有无磁屏蔽安装的情况下分析计算模型温度场的变化，说明了增加这种类型的磁屏蔽却有降低结构件损耗，降低结构件温升的作用。本文所研究的内容具有实际意义，为大型电力变压器磁屏蔽的选择和优化设计提供了重要的理论依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究目的与意义  10-11
  1.2 课题研究现状  11-13
    1.2.1 漏磁场研究现状  11-12
    1.2.2 磁屏蔽研究现状  12-13
    1.2.3 温度场研究现状  13
  1.3 本文研究的主要内容  13-15
第2章无磁屏蔽时大型电力变压器磁场分析  15-23
  2.1 大型电力变压器的建模  15-19
    2.1.1 三维物理模型  15-18
    2.1.2 数学模型  18-19
  2.2 磁场分析结果  19-22
  2.3 本章小结  22-23
第3章不同磁屏蔽对大型电力变压器磁场影响  23-41
  3.1 油箱磁屏蔽的影响  23-27
    3.1.1 物理模型  23-24
    3.1.2 磁场计算结果  24-27
  3.2 结构件磁屏蔽的影响  27-31
    3.2.1 物理模型  27-28
    3.2.2 磁场计算结果  28-31
  3.3 两种磁屏蔽同时作用的影响  31-34
    3.3.1 物理模型  31
    3.3.2 磁场计算结果  31-34
  3.4 磁屏蔽结构形式的影响  34-40
    3.4.1 空间位置的影响  35-38
    3.4.2 不同材料的影响  38-40
    3.4.3 不同厚度的影响  40
  3.5 本章小结  40-41
第4章磁屏蔽对大型电力变压器温度场影响  41-51
  4.1 散热过程  41-43
  4.2 边界条件  43-44
  4.3 温度场计算  44-50
    4.3.1 温升限值的规定  44-45
    4.3.2 散热系数计算  45-47
    4.3.3 计算结果分析  47-50
  4.4 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-55
攻读硕士学位期间发表的学术论文  55-56
致谢  56

磁屏蔽对大型电力变压器磁场与温度场的影响

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