大型变压器主绝缘电场的全域分析工程仿真软件开发

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1、第47卷第9期Vol.47No.92010年9月TRANSFORMERSeptember2010专题综述大型变压器主绝缘电场的全域分析工程仿真软件开发112111王建民，张喜乐，张国强，吴明训，赵银汉，刘力强（1.保定天威保变电气股份有限公司，河北保定071056；2.中国科学院电工研究所，北京100190）摘要：介绍了大型变压器主绝缘电场全域分析工程仿真软件研发成果的实现方法原理、计算功能、特点和产品应用情况。关键词：变压器；主绝缘；电场；仿真软件+中图分类号：TM401.1文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）09－0015－06Deve

2、lopmentofEngineeringSimulationSoftwareofTotalDomainAnalysisofElectricFieldinMainInsulationofLargeTransformer1121WANGJian-min,ZHANGXi-le,ZHANGGuo-qiang,WUMing-xun,11ZHAOYin-han,LIULi-qiang（1.BaodingTianweiBaobianElectricCo.,Ltd.,Baoding071056,China;2.InstituteofElectricalEngineering

3、,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China）Abstract：Theprinciple,culculationfunctionandcharacteristicofthefulfillingmethodofdevelopedresultsofengineeringsimulationsoftwereoftotaldomainanalysisofelectricfieldinmaininsulationoflargetransformerareintroduced.Theapplicationoftheprod-

4、uctispresented.Keywords：Transformer；Maininsulation；Electricfield；Simulationsoftware现方法原理、计算功能、特点和产品应用情况等内容。1引言2计算方法与技术创新点随着变压器容量和电压等级的不断提高，变压器电、磁、热和力等的可靠性问题愈来愈严重，同时，2.1计算模型的技术处理与工程算法电网对超高压变压器和特高压电力变压器愈来愈高根据对大型变压器绝缘结构特点的分析和数值的技术要求和变压器市场竞争的日趋激烈，促使变计算的实践经验，利用有限元方法，建立了交直流电压器制造企业更加重视提高产

5、品设计制造水平和可场工程计算模型。在Windows环境下利用C++语言靠性、降低产品成本。因此，为了实现变压器产品经和VisualFortran语言研发了大型变压器主绝缘交济性与可靠性的合理统一，以信息仿真技术提高变流、直流电场及油纸交界面切向电场和最小绝缘裕压器自动化设计水平，对高电压大容量变压器主绝度等分布特性的工程仿真软件。根据大型变压器绝缘交流、直流电场及油纸交界面切向电场和最小绝缘部件多、但很规则的特点和计算精度的要求，对绝缘裕度等分布特性的工程仿真技术进行应用研究具缘结构采用了以绝缘正角环、反角环、横端圈、纸筒、有重要的现实意义。静电环和绕组导体

6、为主要输入对象的绝缘部件输入本文中笔者就高电压大容量变压器主绝缘电场方法，并对各部件进行了自动剖分网格疏密的合理全域分析工程仿真软件的研发成果，介绍了其主要实控制；为了实现对变压器整体绝缘结构的可靠性分基金项目：河北省自然科学基金资助（E2008001272）16第47卷析和寻找绝缘薄弱部位，利用有限元数值计算结果，线饼静电板通过将场域中沿逐条电力线各单元的与油隙长度无关的局部电场强度转换为与油隙长度有关的平均电场强度，并将其与相应的许用值曲线进行对比，实现绝缘筒了与油隙长度有关的电场强度发生值、许用值和绝缘裕度等的图形分布曲线的输出，为变压器绝缘结构优化设

7、计与可靠性分析提供了方便、实用和界面友好的数值计算工具。2.2检验与测试技术图1简化模型变压器主绝缘电场全域分析仿真软件计算结果Fig.1Simplifiedmodel的检验，充分利用了企业自身的资源优势，分别采用了解析方法、模型实测数据或产品绝缘试验结果和同类软件对产品结果的对比分析等方法。2.2.1不同方法或软件之间的电场验算为了检验电场分析结果的准确性，在计算条件完全相同的情况下，分别利用研发的仿真软件（有限元方法）和同类软件（模拟电荷法）计算了两台变压器的交直流主绝缘电场，其最大电场强度的对比分析结果如表1所示。由表1中的数据可知，两种计算方法的最大

8、电场强度的相对误差约为3%，从而相互校验了计算软件结