有限元法仿真研究电力变压器绕组变形频率响应

本文主要探讨了基于有限元法探究电力变压器绕组变形频率响应的仿真研究。首先，文章指出电力变压器作为电力系统的关键设备，绕组的健康状况对其稳定性至关重要。绕组变形，特别是轻微的累积性变形，可能导致严重的后果，因此检测方法的选择尤为重要。 在绕组变形检测的电测法中，作者提到短路阻抗法、电容量变化法和直流电阻变化法等，尽管各有优缺点，但频率响应分析法因其设备简单、灵敏度高和数据可比性强而受到青睐。然而，现有的研究往往依赖解析公式法计算理想情况下的电容和电感参数，这对于实际的变形绕组并不适用，因为解析公式假设了电磁场的均匀分布，无法精确处理不规则形状的绕组。 为了克服这一局限，文章引入了有限元技术。有限元法是一种强大的数值分析工具，它能有效处理复杂几何形状的电磁问题，包括不规则的变压器绕组。通过使用ANSYS Maxwell这样的有限元软件，研究者可以计算出健康绕组的等值电路参数，并通过与解析法的对比来验证其准确性。接着，作者构建了不同类型的绕组变形模型，如轴心偏移、辐向变形和饼间间距变化，以仿真不同变形对等值电路参数的影响。 借助等值电路参数，研究者进一步利用电路仿真软件PSPICE模拟绕组变形下的频率响应特性曲线，重点分析了这三种变形对谐振点的频率和幅值的影响。这种方法有助于揭示绕组变形对频率响应的实际影响，以及不同变形类型的综合效应，从而为变压器绕组变形的精确检测提供了更深入的理解和更精确的仿真依据。 本文的研究旨在通过有限元法改进对电力变压器绕组变形频率响应的分析，弥补了现有理论在处理实际变形绕组电路参数计算上的不足，为变压器绕组健康监测提供了新的可能，对提升电力系统的安全运行具有重要意义。