1．目的及意义

1. 一、项目的目的及意义

   变压器空载试验及负载试验是变压器两个重要试验项目，通过空负载测试可以求得变压器空载损耗、负载损耗、阻抗电压等特征参数。变压器空、负载损耗测试仪是专门用于变压器空负载试验相关特征参数测试的专用仪器。

   （1）仿真模拟不同工况条件下（空载情况、短时负载、长时负载情况）试验车内的各个电气设备的电场分布，以及其对应的绝缘裕度；

   （2）仿真研究当车辆完全展开进入变电站内做试验，特别是在110kV、220kV、500kV母线下进行试验的电场分布特性，并校核气安全距离是否满足要求。

二．国内外研究现状

随着电子计算机的普及和技术的发展,各种电磁场数值计算分析方法也日益成熟。国外有许多商用软件大量地采用有限元法进行各种电磁计算和分析,如美国的 ANSYS公司开发 ANSYS软件和 Ansoft公 司开发 Maxwell软件等。 ANSYS和 Maxwell这两个软件通过采用有限元法,将电磁场计算转化成矩阵求解,并大量运用于电机、变压器、GIS和互感器等电气设备的仿真分析。

在电机方面,杨泽斌、黄振跃、张新华通过 Maxwell 2D软件对六相12/10极开关磁阻电机模型进行仿真分析和实验验证, 当减小关断角可使电机快速平滑起动;当开通角越高,速度也越快,故要合理选择关断角和开通角的组合,提高起动转矩和减小脉动转矩。段晓田、张新燕、张俊用常规方法和ANSYS有限元仿真软件对永磁直驱风力发电机的静态电磁场分别进行分析和对比,对比的结果验证了 ANSYS软件在发电机仿真方面的可行性、有效性和准确性,为风力发电机的研究提供一定的参考价值一。机在关断角最大时起动,随着速度加快,适。

在变压器方面,例如 Chetan C.Adalja等采用 ANSYS软件对电力变压器进行三维磁场仿真,分析各组件的杂散损耗,并评估了其优化的余地,得出适当改变拉槽尺寸能减少杂散损耗等结论。井永腾、李岩、李洪奎等建立电力变压器三维电磁场的仿真模型,应用ANSYS软件分析和计算拉板等结构件的三维涡流场,仿真计算得到的涡流损耗结果表明:拉板开槽数的增加可大幅度降低涡流损耗;同时,使用传统分析方法得到的计算结果与仿真结果基本相符,验证了仿真结果的可靠性且。李琳、崔翔、张元禄等使用双标量磁位的表面阻抗法对电力变压器三维漏磁场进行计算,将计算得到的漏磁通密度和利用经验公式得到铁心拉板的最高温升,与实测值进行对比,其结果满足工程要求;同时,分析铁心拉板的开槽数、宽度及负载电流的变化会影响涡流损耗和最高温升的变化。

对电场的研究主要集中在包括绕组端部、绝缘出线等主绝缘的电场分析。例如,王建民、张喜乐、吴增泊等建立高压直流换流变压器绝缘直流、交流电场的简化模型,采用有限元法和模拟电荷法计算、分析和比较该模型阀侧绕组上端部绝缘电场;同时,通过对比分析得到两种方法最大电场强度相对误差大致为3%,验证了有限元法结果的正确性韦殿平、刘文里、勤格勒图等采用 ANSYS软件对220kV电力变压器端部电场进行分析计。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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本课题属于仿真类题目。ANSYSMaxwell是用于电机、作动器、电感、变压器、磁性传感器等各种机电产品开发的电磁场分析工具。求解对象的电磁场分布可以直观的显示出来，具有自动计算电磁力、力矩、电感、电容等设计参数的功能。仿真结果可以方便地与实验结果进行对比。