大型电力变压器油箱变形的有限元分析

摘要

变压器是电力系统中应用最普遍的关键设备，油箱作为油浸式变压器的器身的外部包容设备，是极其重要的部件之一，其重要作用显而易见。为保证变压器油箱有良好的密封性和机械强度，解决变压器箱体存在的变形问题。本文通过建立适合本厂结构特点的电力变压器油箱三维有限元模型，对油箱抽真空试验进行了有限元分析。本文主要进行以下研究工作： 首先，阅读了大量的国内外相关技术研究文献，对当前本课题研究的最新状况进行比较全面、深入的调研，总结各类结构有限元分析的优点，找出存在的问题。立足于工作中的实际存在的问题和实用性，对其进行分析研究。 其次，利用德国的油箱设计分析系统，应用SPDTank程序在Pro/E中创建变压器油箱三维几何模型，通过接口程序将其导入到ANSYS中进行有限元分析，分析了模型在接口转换过程中出现的问题。根据实际设计中的某些部件对有限元分析结果影响不大，并依据Pro/E中创建的油箱模型参数，在有限元软件中对变压器油箱有限元模型进行了简化建模。 再次，电力变压器油箱变形进行有限元对计算，并基于APDL语言开发了电力变压器箱体变形参数化设计程序，方便针对不同的电力变压器结构进行有限元分析。为便于针对电力变压器进行受力分析，创建了基于APDL的的油箱参数化设计程序，便于对各种油箱结构进行高效的建模与有限元分析。 最后，对己设计生产的几台订单进行有限元分析，并与车间的抽真空试验测量结果进行了比较。对比结果表明，利用本文建立的有限元分析模型，可以有效的分析出电力变压器油箱的受力不均匀处，可以用于指导设计人员优化设计方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究的背景

1.2课题研究的现状

1.3课题研究的意义

1.4本课题的主要研究内容

第2章基于Pro/E的大型电力变压器油箱的三维建模

2.1 Pro/E在大型电力变压器油箱设计中的应用

2.1.1 Pro/E概述

2.1.2变压器油箱三维建模的设计方法

2.1.3变压器油箱三维建模的参数驱动设计

2.2油箱设计流程

2.2.1油箱设计流程图

2.2.2油箱参数程序输入流程

2.2.3在Pro/E中创建油箱三维实体模型

2.2.4在Pro/E中创建的变压器装配的三维实体模型

2.3面向变压器油箱有限元的简化模型

2.4 Pro/E与ANSYS的接口技术

2.5 Pro/E模型导入ANSYS存在的问题

2.6本章小结

第3章基于ANSYS的变压器油箱变形的有限元分析

3.1油箱变形分析在变压器设计中的重要性

3.1.1变压器油箱机械强度的传统计算分析

3.1.2实际应用的油箱机械强度计算分析

3.1.3油箱强度计算的综述分析

3.2 ANSYS有限元分析的基本介绍

3.2.1 ANSYS有限元软件简介

3.2.2 ANSYS结构力学分析

3.2.3 ANSYS划分网格方法

3.3 APDL在有限元分析中的应用

3.3.1 APDL语言的介绍

3.3.2 APDL在有限元分析中的应用

3.4基于VB.net的面向变压器油箱变形分析的参数化设计程序

3.4.1参数化设计的基本构想

3.4.2基于VB控件的ANSYS软件的基本原理

3.4.3油箱有限元模型的参数化设计

3.4.4基于VB.net的变压器油箱的ADPL语言编程

3.5基于ADPL编程的变压器油箱的有限元分析

3.5.1变压器油箱简化模型

3.5.2变压器油箱简化模型网格化

3.5.3在油箱模型上施加载荷

3.5.4抽真空试验条件下油箱的变形

3.6本章小结

第4章有限元分析结果与试验结果的对比分析

4.1油箱机械强度方面的要求

4.2变压器抽真空试验的基本介绍

4.2.1试验标准要求

4.2.2试验过程

4.2.3测量结果的判定

4.2.4编写报告

4.3有限元分析结果与试验结果的对比

4.4油箱耐压试验的失效形式

4.5有限元分析结果改进设计的应用

4.6本章小结

第5章结论

参考文献

致谢