大容量升压变压器电磁屏蔽效能的研究

摘要

漏磁场存在于变压器中，和变压器的容量成正比，当容量增大时，增大的漏磁场在金属部件中引起的涡流损耗也增大，甚至可能由此而引发某一部位的过热，加快绝缘老化、分解变压器油速度加快，使得变压器的可靠和安全性受到影响。因此，对于大容量变压器，更应该采用商业软件对其内部的漏磁分布和金属部件中的涡流损耗进行详细精确的计算分析，以便确定变压器的内部结构及金属结构件的材料、屏蔽方式等，防止出现局部过热现象。
　　本文内容主要分为三部分。第一部分主要对在我国电力行业中，电力变压器的发展现状进行概述、并对电磁场理论知识、有限元分析方法和MagNet软件进行详细的介绍，通过这些知识点的介绍来阐述本文所要完成的主要工作。
　　第二部分主要分析介绍了电力变压器绕组漏磁场产生的原因、类型及其效应。并分析了由漏磁场所引起的变压器的诸多附加损耗，并由此进一步阐述了本文的观点及所进行工作的必要性。
　　第三部分主要是对大容量升压变压器的电磁屏蔽效能进行分析研究。通过对几台大容量升压电力变压器不同结构，不同部位处的电磁屏蔽为背景，经过合理简化，以软件Magnet为计算工具，建立了变压器不同部位电磁屏蔽的计算模型。首先，对箱壁上电磁屏蔽效能进行研究，为了使箱体涡流损耗更有效的降低，用Magnet分析软件分别建立了箱壁的不同厚度的磁屏蔽模型和电屏蔽模型，定义为模型一至模型三。同时合理的对比分析了三种屏蔽方式所产生的屏蔽效果，得出了可供生产用的提议。其次，对大容量升压变压器低压升高座及其加强铁处建立屏蔽模型，通过改变屏蔽材料，改变屏蔽的结构位置，分别研究了几种模型对降低此处局部过热所产生的效能，并得出合理结论。最后通过铁心腹板处不同厚度屏蔽模型的建立，比较了不同厚度屏蔽板的屏蔽效果并得出一些有意义的结论。
　　本文通过软件MAGNET对变压器内在的磁场分布、材料特性及屏蔽方式展开分析研究，优化得到最优的屏蔽结构和屏蔽方式，使大容量变压器局部过热问题得到解决。并分析了铝屏蔽替代铜屏蔽的可能，并对替代后的效果进行对比分析。

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第1章 绪 论

1.1 选题的背景与意义

1.2 国内外的研究发展动态

1.3 课题的研究内容

第2章 电磁场的基本理论与有限元法

2.1 电磁场的定义

2.2 似稳交变的电磁场

2.3 偏微分方程和时变电磁场的辅助变量引进

2.4 表面阻抗法概述

2.5 有限元法概述

2.6 MagNet软件介绍

2.7 本章小结

第3章 大型变压器的漏磁场分析

3.1 变压器漏磁生成的起因

3.2 漏磁场的类型

3.3 由漏磁场所产生的变压器的附加损耗

3.4 本章小结

第4章 大容量升压变压器电磁屏蔽效能的研究

4.1 引言

4.2 杂散损耗的分析与计算

4.3 屏蔽方式

4.4 大容量变压器箱壁屏蔽模型的建立与效能分析

4.5 大容量变压器低压升高座处屏蔽模型的建立与效能分析

4.6 大容量变压器铁心腹板处屏蔽模型的建立与效能分析

4.7 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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