超高压自耦变压器三维漏磁场仿真与分析

"超高压变压器三维漏磁场计算与分析" 在电力系统中，超高压变压器扮演着至关重要的角色，它们用于电压等级极高的电力传输和分配。随着超特高压（Ultra High Voltage, UHV）电网技术的进步，变压器的设计也在向着更高的电压和更大的容量发展。为降低成本并提高效率，自耦变压器在这一领域得到了广泛应用。自耦变压器的独特之处在于其一次侧与二次侧之间不仅存在磁耦合，还存在电路连接，这使得它们在设计和分析上比传统的双绕组变压器更为复杂。 王振芹和阎秀恪的研究基于此背景，通过场路耦合有限元法（Field-Current Coupled Finite Element Method, FCFEM）对一台单相三柱自耦变压器在短路条件下的电磁性能进行了深入研究。这种计算方法结合了电磁场和电路的分析，能够准确模拟变压器内部的电磁行为，特别是在考虑漏磁场和结构件损耗时。 漏磁场是指在变压器中，未被主磁通利用而逸出到铁芯之外的磁场，它在变压器的效率和热损耗方面起着关键作用。在超高压大容量自耦变压器中，漏磁场的分布及其引起的涡流损耗尤其值得关注。涡流损耗是由于电磁场变化导致的导体内部电流产生的损耗，会转化为热能，影响变压器的运行效率和寿命。 文章详细探讨了变压器内部漏磁场的分布特性，特别关注了夹件和压钉支板等结构部件的损耗分布。这些结构部件的损耗分析对于优化设计，减少不必要的能量损失，以及提高变压器的整体性能至关重要。通过三维仿真，研究者可以更直观地理解磁场分布的三维特性，从而为实际工程提供有力的理论支持。 关键词涉及的“超高压变压器”是指电压等级超过750kV的变压器，“漏磁场”指未被充分利用的磁场部分，“场路耦合”是分析电磁问题的一种方法，结合了电磁场和电路的建模，“有限元”是数值计算中的一个方法，常用于解决复杂的工程问题，“涡流损耗”是因电磁感应引起导体内涡旋电流造成的能量损耗。 该研究通过运用先进的计算技术，深入剖析了超高压自耦变压器的漏磁场特性，为变压器设计和改进提供了科学依据，对于提升超高压电网系统的安全性和经济性具有重要意义。