文档介绍：第滦髀选题的背景与意义在电力系统不同电压等级电网传输过程中，变压器是主要的电气设备，它是电力传输中最重要的器件之一，对电能的经济传输、灵活分配、安全使用等具有在电力系统发展过程中，我国电力行业对各种类型变压器的需求在持续地增产品品种、水平及高压变压器容量都有了大幅提高。此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器，制造出新型的经济性能好、可靠性高的产品【】。其中，铜箔或铝箔式绕组变压器以其体积小、重量轻、材料用量少等特点，在变压器家族中占有一席之地。一张箔片经过特定的制作工艺卷绕而成。绕组每一层就是一匝箔片，何匝箔』』之组是由绝缘导线一匝一匝绕制而成，由于导线的横截面不大，因而可以不考虑绕增大，挤流效应将越来越严重。在挤流效应存在的情况下，端部局部过热问题就会对当地区域经济带来海篺尚￡锏乃鹗А。俊重要的意义。长。为应对这种需求的增长，国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器箔式绕组变压器主要用作配电变压器，油浸式配电变压器和干式电力变压器均有采用箔式绕组结构的，但在干式电力变压器中，箔式绕组变压器占的比例比较大。所谓箔式绕组即是线圈用铜或铝箔绕制而成，替代了传统扁铜线或扁铝线，而这种箔式绕组通常情况下使用在低压线圈。这样做是考虑到低压线圈的电流通常比较大，如果用扁铜线或扁铝线多根并联绕制的话，会产生很大的螺旋角，当变压器发生短路时，在线圈的垂直方向会产生很大的机械力从而导致线圈的损坏。而铜或铝箔的端部是平的，故其短路时候的轴向力小很多，故具有较强的抗短路能力。当新事物出现的同时，也会存在伴随它而来的其他问题，箔式绕组变压器也是一样。箔式绕组采用单段箔片结构，即绕组箔片宽度接近上下铁轭高度，是间用绝缘隔离。在箔片中流过的电流分布是不均匀的，箔片两端电流密度明显要比箔片中间流过的电流密度大，这就是所谓的挤流效应。而传统普通变压器，绕组中的挤流效应。而且，随着变压器箔片宽度的增加和流过变压器的电流频率的不容忽视了，当局部温度超过国家标准温度限值时，绕组绝缘材料就会软化、老化，变压器使用寿命就会大打折扣；另外由此引起的其他电力系统故障问题，山因此，对箔式绕组变压器挤流效应以及漏磁场分析研究显得十分重要。本课
国内外研究现状题正是基于对以上新式电力变压器出现的问题，展开较详尽的分析研究，计算变压器漏磁场分布和对挤流效应的程度做了云图呈现，并分析产生挤流效应的深层原因，进而改进变压器结构解决挤流效应问题。现代有关电磁场方面的各种计算主要采用的都是数值分析法。大家经常用到的数值分析方法包括有三种，分别是：⒂邢薏罘址ǎ庵址椒ㄊ墙ù蠼待求变量；⒂邢拊7ㄊ墙桓龃蠼獾牧橹实那蚧治6喔鲂巫醇虻方程，通过对边界分元插值离散，化为代数方程组求解。其中有限元法最具有实用性、应用最广泛。在要分析的区域中明确涡流区、源电流区和非涡流区的分布情况，再分别采用矢量磁位爿和标量电位矽作为涡流区和源电流区的未知变量，矢量磁位彳作为非涡流区的未知变量。彳法在实际问题求解庇τ煤芄悖３？梢栽谖瞬和源电流区采用矢量电位捅炅看盼籕作未知变量，在非涡流区仅采用标量磁位魑N粗1淞浚脬莘ㄏ啾龋》ň哂星蠼獗淞可俚挠诺恪的情况下，求出磁场分御。但是，在实际应用时，电磁装置如变压器等的外施法来部分地解决电压的约束问题，即假设一个电流初始值，由电磁场数值解求得这一电流下的外施电压，代到外电路中，如外电路方程不满足，则要修改电的区域划分为多个离散点，然后用一组差分方程来代替偏微分方程求解区域内的子区域缛切吻，然后在各自区域内定义各自的参数，求解即可；⒈呓缭7ǎ唇ǔ∮虮呓缍ㄎF史侄韵螅诒呓缟隙ㄒ灞呓缁址匠涛?刂有限元法可以根据求解变量的不同蠼獗淞靠梢允鞘噶看盼会芑蛘呤鞘量电位分为爿法和丁法两大类有限元求解公式体系。彳法荩曝Ψ是电磁场和涡流问题的求解中见到，其特点是在电导率不连续的区域及多连域问题中不需另做处理，但求解变量较多，计算时问长。丁法。甉法谖辛髑通常，在用有限元法分析变压器电磁场问题时，一般都是在给定电流分布激励大多为端口电压或外部电网络约束绻收显诵惺钡牡缤缭际刂中的电力电子线路等缌魇俏粗5摹Ｒ酝挠邢拊7治觯饕2捎玫缌鞯流值重新计算，这样电流值反复迭代，直到得到满意的结果为止，但这是一种收敛慢、费时的方法。它只适用于一些相对简单的情况，对于复杂的非线性问题，这将耗费大量的时问。场路耦合法，在每一时问步将他函数莼蚨及电流，臼鼻蠼猓艿焦大学者和研究人员的普遍关注。在场路耦合情况下的有限元法也可分为彳法和华北电力大学硕士学位论文
本文主要工作丁法两大类，在上述有限元法的基础上，引入外部电网络约束条件。爿法引入元计算当中，但由于其求解变量较多、计算量大，所以并不适于求解大型复杂的电磁场及涡流问题；ㄏ喽糟莘ㄔ蚓哂星蠼獗淞可佟⒓扑懔啃〉挠诺悖