在電力系統中，變壓器作為電力傳輸的核心設備，其運行可靠性直接影響到整個電力系統的穩定性。變壓器在運行過程中會產生大量的熱量。這些熱量如果不能及時散發出去，會導致變壓器內部溫度升高，從而引起一系列問題，如絕緣老化、效率降低，甚至可能導致變壓器損壞。因此，變壓器的散熱設計在整個產品設計中占據了重要地位。

傳統散熱設計方法依賴經驗與實驗，難以適配現代變壓器高功率密度與小型化的設計需求。而仿真技術可在產品設計初期，模擬變壓器不同工況下的溫度分布，進而優化散熱結構，提升設計效率與可靠性。

伏圖-電子散熱模塊（Simdroid-EC）能夠精準模擬設備級變壓器在不同環境下的溫度情況，有效地監控變壓器關鍵位置的溫度，從而有針對性地優化散熱設計方案，保障設備可靠運行。

Simdroid-EC提升變壓器設備熱可靠性

Simdroid-EC是基于伏圖（Simdroid）平臺開發的針對電子元器件、電子設備等散熱的專用熱仿真模塊，提供傳熱分析、流場分析以及穩態&瞬態分析功能，能夠進行自然冷卻、強迫冷卻及混合冷卻分析，同時具備變化功耗和變化環境的瞬態分析能力，適用于變壓器設備的熱仿真評估。

以下是基于Simdroid-EC的變壓器設備風冷仿真的功能點和步驟說明。

1. 多種模型構建方式

Simdroid-EC具有多種模型構建方式，通過內置的CAD導入接口能導入原模型。設備外殼、支架、變壓器等可使用外部導入體以保留模型特征，確保仿真精度。對風扇、孔板等使用軟件的智能元件進行等效代替從而減少模型的復雜程度以及網格量。

變壓器設備模型構建

2. 邊界條件設置

變壓器的熱耗主要來源于銅損和鐵損。銅損是由于繞組電阻引起的損耗，鐵損則是由于交變磁場在鐵芯中引起的磁滯損耗和渦流損耗。Simdroid-EC具有總熱功率、熱功率/體積、非線性熱源、定溫度等多種熱源賦予方式，可對銅損和鐵損進行賦予。

鐵芯/繞組熱源設置

3. 精確的網格劃分

變壓器的繞組與鐵芯等發熱元件在空間上相互交叉環繞，使用Simdroid-EC對元件進行局部網格加密，能夠準確地捕捉模型幾何輪廓。

鐵芯/繞組網格貼合幾何外形

4. 個性化的求解監控功能

Simdroid-EC具有求解監控功能，進行前處理時可在模型關鍵位置創建監控點。在計算過程中能夠通過監控點曲線觀察關鍵位置的物理量變化情況。在求解控制中開啟監控點收斂判斷，當監控點的溫度提前達到收斂依據時，軟件自動完成求解，可節省求解時間。

監控點收斂設置/監控點曲線圖

5. 豐富的結果展示

通過Simdroid-EC結果分析模塊，可以得到變壓器內部的溫度分布云圖、各監控點的溫度情況、內部流場分布，明確高溫區域和散熱瓶頸，從而優化設計。

變壓器溫度云圖

平面云圖創建溫度標簽

變壓器設備內部流線圖

選中監控點或任意元件，可以在表格窗口中快速直觀地觀察到監控點的溫度以及元件的最高溫度、最低溫度、換熱量等信息。

鐵芯、繞組、監控點表格統計信息

?上述溫度場和流場分布可以看出該變壓器內部的最高溫度為139.84℃，在電感繞組附近。

通過分析能夠明確變壓器設備優化的方向，例如，通過調整繞組結構、風機放置位置，增加散熱風量等措施降低高溫區的溫度；通過對變壓器關鍵部位的溫度進行實時監測，及時察覺潛在隱患，維護變壓器的穩定運行。

Simdroid-EC通過多種方式建立模型、合理設置邊界條件和監控關鍵點溫度，可以得到精確的溫度分布結果，為優化散熱結構、提高變壓器可靠性提供科學依據。隨著計算機技術和仿真軟件的不斷發展，Simdroid-EC將在電力設備行業得到更廣泛和更深入的應用，為電力系統的安全運行提供有力保障。申請試用Simdroid-EC