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《清华大学》 1994年
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电力变压器电磁场分析与验证

程志光  
【摘要】: 内 容 提 要 本文以大型电力变压器为工程背景,根据解决变压器杂散损耗课题的需要,系 统地进行了多子域、多连通域三维电磁场问题的分析与检证。目的在于建立面向工 程的综合分析系统。有效地解决大型工程涡流问题。 面向解决大规模工程电磁场问题,针对大型电力变压器涡流问题的复杂性,把 求解场域分成若干子域,在不同子域中选取不同的分析方法,为此本文提出并实现 了基于和两种动态位组的组合分析方法,使被组合的各种方法的固有 优势互补,简化数值实现的处理过程,有效地降低大型涡流问题的计算代价。 为严格考察组合软件的涡流解,本文提出并实现了不同位组间的子域对偶数值 分析与试验,即在完全对等的两个单连通、高导磁导体区,处于相同外施条件下, 分别采用和位组,检验两个导体区内的涡流分布。基于所进行 的对偶数值分析与试验,发现在导体的边界处出现的振荡等奇异现象, 并分析了产生奇异现象的原因。 本文详细研究了的系数阵的性态,高磁导率边界的交界面连续 性条件弱满足等问题,提出并验证了引入加罚因子用以消除振荡的必要性,指出了 加罚因子在强化零散度条件中的关键作用,研究了加罚因子的选取及其与磁导率的 关系。 提出并建立了以变压器杂散损耗为工程背景的基准模型,用本文研制的 等软件进行了三维涡流分析,解决了微涡流信号和超低功率 因数损耗测量的关键技术,研制了计算机辅助测量系统,该模型被国际TEAM指导 委员会批准为TEAM workshop第21基准问题。 本文对三维涡流分析的数值近似性,包括采用库伦规范条件非零“数值”散度 的分布及其对涡流解的精度的影响,离散化交界面条件实现等问题进行了研究,指 出当采用低阶元时,交界面连续条件实际上是在交界“夹层”中实现,并提出了改 进交界面处理的措施。 为避开对激励源结构的三维网格模拟,本文研究了方法,严格 考核和的精度,细化高磁导率边界附近的网格,Galerkin处理中保持B_n, H_t的总场量连续性条件,而没有采取旨在提高的计算精度使法向不连续的 处理,经试验验证所得的计算结果与实测值相当吻合。 基于对解三维瞬态涡流的法的研究,本文发现E_n=O条件不仅是解的 唯一性所必须,而且对瞬态涡流波形有显著影响。 基于对和两位 组组合等方法的系统研究,给出了标准的Galerkin余量形式。开发了涡流软件模块 化、标准化处理技术; 本文基于对多台变压器电磁场计算和产品性能分析,解决了传统设计计算中所 无法处理的问题,改进产品设计,保证产品运行可靠性。并通过工程试验验证。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1994
【分类号】:TM402

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【引证文献】
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1 刘军,张安红;150MVA/220kV高阻抗变压器漏磁场分析[J];变压器;2005年09期
2 刘军;张尧良;张安红;;变压器分析软件优化实例[J];变压器;2008年05期
3 夏海霞;杨俊秀;;ANSYS在“工程电磁场”课程教学中的应用[J];电气电子教学学报;2011年05期
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1 杜永;面向变压器工程的铁磁材料电磁性能的模拟研究[D];河北工业大学;2010年
2 刘硕;磁场数值计算中材料模型问题的研究[D];河北工业大学;2000年
3 张国强;电力变压器绝缘结构优化和电磁方案自动设计的研究[D];华北电力大学;2000年
4 李岩;大型电力变压器线圈电磁力和局部过热问题研究[D];沈阳工业大学;1995年
5 王胜辉;大型变压器场路耦合瞬态涡流场及螺旋线圈轴向电流效应研究[D];沈阳工业大学;1999年
6 胡岩;大型电力变压器磁分路及低压引线电流漏磁效应和局部过热的研究[D];沈阳工业大学;2001年
7 夏海霞;汽轮发电机端部电磁—温度耦合场的研究及其数值分析[D];浙江大学;2007年
8 张洋;三维瞬态涡流场—电路—运动系统耦合问题的研究[D];沈阳工业大学;2008年
9 朱占新;大型电力变压器三维涡流场结构件损耗计算方法的研究[D];沈阳工业大学;2012年
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1 曹矾;电力变压器结构件损耗与局部过热分析[D];沈阳工业大学;2011年
2 额尔和木巴亚尔;电力变压器杂散损耗及相关热问题的计算与分析[D];沈阳工业大学;2012年
3 彭惠;变压器漏磁场及箱体涡流损耗计算[D];清华大学;2004年
4 康雅华;电力变压器涡流损耗和温升的计算与分析[D];沈阳工业大学;2007年
5 王辉;变压器铁心材料电磁性能的测量与模拟研究[D];北京交通大学;2010年
6 李孟励;基于BP神经网络的变压器绕组热点温度预测方法研究[D];重庆大学;2010年
7 范亚娜;电工钢片叠积结构中磁场和损耗的模拟研究[D];华北电力大学;2012年
8 杜超;电力变压器油箱壁内涡流损耗的计算及屏蔽研究[D];哈尔滨理工大学;2012年
9 郭晶;变压器磁屏蔽模型叠片中铁损和磁通分布的测量与分析[D];华北电力大学;2013年
【参考文献】
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10 王宝兰;巴拉洛夫;潘剑怀;;含各向异性介质的三维不均匀涡流场有限元法计算[J];安徽工学院学报;1988年04期
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2 邵斌;何友静;王文奇;李仁清;;B×3系列电焊机降噪研究[A];环境噪声控制论文集[C];1989年
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6 楼国山;;旋转形体高层、超高层建筑设计研究[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 陆正亚;顾成余;;讨论一个讹传已久的例题[A];2005年全国高校非物理类专业物理教育学术研讨会论文集[C];2005年
8 王文春;李淑凤;;用双、单摆振动示波装置合成等角螺线[A];2005年全国高校非物理类专业物理教育学术研讨会论文集[C];2005年
9 杨立志;毛德行;文伏英;;考虑误差累积效应的LPC参数的精确估计[A];第三届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1994年
10 刘敦;刘育华;;气体静压轴承的精确计算[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集流体润滑部分(Ⅱ)[C];1982年
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6 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
7 李泓志;直流接地极接地性能及入地电流对变压器影响的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
8 刘士利;改进的边界元法及其在电场计算中的应用[D];华北电力大学(北京);2011年
9 杨光源;运动导体涡流电磁问题的径向基点配置型无单元算法研究[D];华中科技大学;2011年
10 沈纪苹;海洋顺应式结构的非线性动力响应分析[D];上海大学;2011年
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2 赵丛;高阶Hermite元及其在椭圆边值均匀化问题中的应用[D];郑州大学;2010年
3 刘罡;长行程新型磁力操动机构的研究[D];大连理工大学;2010年
4 刘博;自然元方法的分析及其在偏微分方程中的应用[D];湘潭大学;2010年
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6 祝令帅;1.5MW永磁半直驱风力发电机电磁场与温度场的计算与分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 刘旸;大型换流变压器损耗分析与计算[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王冬梅;水轮发电机阻尼条数对电抗和附加损耗及温度场的影响[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 李文汇;电磁冲击器电磁场仿真与分析[D];昆明理工大学;2009年
10 李果;高原环境下电流互感器电磁分析研究及其结构改进[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 李光,李华德;利用有限元法对板坯电磁搅拌中电磁场的数值模拟[J];北京科技大学学报;2004年01期
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1 程志光;郝瑞祥;杨素梅;高桥则雄;胡启凡;樊长在;;基于国际TEAM Problem 21的基准族及实验验证[A];中国电工技术学会第八届学术会议论文集[C];2004年
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1 杜永;面向变压器工程的铁磁材料电磁性能的模拟研究[D];河北工业大学;2010年
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【二级引证文献】
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