bob88综合体育:【组图】仿真催生新一代电力变压器和并联电抗器

发布时间：2023-08-26 03:08:00 来源：BOB手机客户端登录入口 作者：bob手机APP下载

  变压器是电网的核心工作元件，计算机建模能够使这些设备更好地满足当今的功率需求。

  图1 并联电抗器。在油路的原始设计中，散热器通过管道连接至罐，同时管道密封在焊接于电抗器外壁的矩形盒子中。

  在位于巴西圣保罗市朱迪雅 (Jundiaí) 的西门子(巴西)有限公司中，设计人员正通过仿真来确保变压器及并联电抗器的运行安全。目前，对这类设备的功率需求不断攀升，设计团队结合仿真及企业内部工具使设备具备了了更好的过热控制。

  并联电抗器大多数都用在吸收无功功率并增加传输系统的能效(见图 1)。功率变压器设计则大多数都用在在不同电压间高效传输功率。这两个设备会用于电网的各个阶段，从发电到给用户电力配送。随着城市的不断扩张，电力需求也在不断上涨，从而催生出了对更大型设备的需求;但诸如输送设备及客户工厂的安装空间等条件又不允许它们的尺寸过大。

  此时需要在不增添设备尺寸的情况下加大功率输出，这就会增大载荷及热损耗，最终产生更高的温度。这些设备中活动部件(铁芯及绕组)的设计方法已经确定，但不活动配件(结构零件)的设计还不够明确，要进一步分析。未经仔细设计的设备会有过热风险，并可能会引起变压器中绝缘油的属性退化。

  西门子通过COMSOL仿真软件突破了这些设计局限，并控制了金属零件中的感应发热。感应发热是指当将导体置于可变电磁场中时形成的涡电流会因电阻效应在材料中产生焦耳热。

  通过模拟感应发热，西门子的设计人员避免了“热点”的出现，“热点”即感应电流密度极高进而导致高温的小块区域。由于这些变压器的几何及材料很复杂，所以很难完全避免热点。油浸式变压器中的绝缘油是一种很好的电绝缘体，同时也是设备的冷却剂。但这些热点可能会使油过热，并产生气泡。这些气泡的介电强度低于绝缘油，因此导致在油中产生放电，并可能破坏变压器。

  “在COMSOL的帮助下，我们大家可以模拟这种行为表现并对变压器设计作出改变，以此减少结构组件的感应加热。”西门子的高级产品研究开发人员路易斯.约韦里(Luiz Jovelli)如是说。

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