變壓器仿真的案例
電力設備干式變壓器散熱仿真APP
電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP封裝了冷卻風扇安裝與運行參數、包封材料物性參數以及高中低壓線圈熱損耗等參數，可快速計算風冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下對變壓器各部件換熱溫度及冷卻通道流場的影響。電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP可查看固體部件表面溫度及熱通量云圖、流場中矢量、流線圖等工程中所需的計算結果。
電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP是一款非常實用的工具，它可以幫助工程師們快速計算各種情況下變壓器各部件的換熱溫度及冷卻通道流場的影響。該APP封裝了包括冷卻風扇安裝與運行參數、包封材料物性參數以及高中低壓線圈熱損耗等參數，能夠快速計算風冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下的影響。
在電力設備中，變壓器是不可或缺的設備之一。變壓器的正常運行與否直接影響到整個電力系統的穩定性和可靠性。在變壓器中，熱是一個非常重要的因素。如果變壓器過熱，會導致設備的壽命縮短甚至設備的損壞，嚴重時可能會引發事故。因此，熱管理對于變壓器的正常運行非常關鍵。
傳統的變壓器散熱設計通常采用經驗公式或直接模擬，這種方法往往耗時長、效果不佳。而使用電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP，可以快速、準確地計算出變壓器各部件的換熱溫度及冷卻通道流場的影響，為變壓器的熱管理提供了有力的工具。
該APP不僅可以計算出固體部件表面溫度及熱通量云圖，還可以計算出流場中矢量、流線圖等工程中所需的計算結果。這些結果可以幫助工程師們更好地理解變壓器內部的熱流動情況，從而優化變壓器的散熱設計方案。
電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP是一款非常實用的工具，它可以幫助工程師們快速、準確地計算出變壓器的散熱情況，為變壓器的熱管理提供有力的支持，有助于提高變壓器的性能和可靠性。
展開 基于伏圖的變壓器散熱仿真APP開發與應用
<p><strong>一、背景介紹</strong></p><p><br></p><p>干式變壓器以其無油防火、節能低噪、維護簡單、安全可靠等諸多優點得到越來越廣泛的應用，尤其是在配電變壓器中，干式變壓器所占的比例愈來愈大。隨著城市用電負荷的不斷增加，電力變壓器的散熱問題也不斷凸顯，不僅會影響變壓器的安全可靠運行，還會威脅到電力系統的穩定性與安全性。</p><p>電力變壓器的過熱現象是電網安全的一大隱患，其中干式變壓器的故障往往源于局部過熱導致的絕緣失效。在變壓器運行期間，鐵芯、繞組及結構件內部會形成熱點溫度，而這些溫度點無法直接通過試驗手段進行測量，通常需借助經驗公式進行求取。在這方面，IEEE Std C57.91-2011與IEC 354標準所推薦的熱點溫度計算模型是最基本的且實際應用最為廣泛的模型，但在預測由局部過熱直接引發的絕緣失效方面仍顯不足，存在局限性。</p><p>數值仿真技術能精確模擬變壓器內部溫度場，指導設計、優化熱電偶布置，并優化運行維護，預防過熱故障，確保電網安全與經濟性。</p><p><strong>二、干式變壓器仿真APP解決方案</strong></p><p><br></p><p>干式變壓器的散熱方式分為自然空氣冷卻和強迫空氣冷卻，其鐵芯和繞組通常為外露式結構，從而最大程度地保證散熱效果。這是一類典型的流固耦合散熱問題，在流體與固體的內分界面處，溫度及熱流密度均是未知的，其是整場溫度計算結果的一部分，流體和固體場各自的邊界條件在熱量的動態交換中不斷變化而不是預先給定的邊界條件。本案例利用伏圖通用多物理場仿真PaaS平臺的多物理場耦合功能，建立了流體區域和固體區域的整場耦合計算模型，迭代求解流固交界面的溫度及熱流密度直至達到連續性條件，能夠顯著提高流固耦合傳熱問題的計算精度。
展開 變壓器多場耦合仿真APP
變壓器多場耦合仿真APP可開展電力變壓器的多物理場仿真，可針對變壓器熱故障開展校核，獲得不同發熱功率下變壓器內溫度場分布。
隨著電力行業的發展，電力變壓器的安全性、可靠性和效率等方面的需求越來越高。為了滿足這些需求，現代仿真技術被廣泛應用于電力變壓器的設計、測試和校核。變壓器多場耦合仿真APP是一種新型的仿真工具，可針對電力變壓器的多物理場進行仿真。
變壓器多場耦合仿真APP可以模擬變壓器內部的多種物理場，如電場、磁場和溫度場等。通過這種仿真工具，可以獲得變壓器內部的電場分布、磁場分布和溫度場分布等關鍵參數，以便進行設計和校核。
特別是對于變壓器的熱故障，變壓器多場耦合仿真APP可以提供準確的仿真結果，以便進行校核和評估。通過對不同發熱功率下變壓器內部溫度場的分布進行仿真，可以評估變壓器的熱穩定性和安全性，并對變壓器的設計和制造進行優化。
總之，變壓器多場耦合仿真APP是一種非常有用的工具，可用于電力變壓器的設計、測試和校核。隨著仿真技術的不斷發展，相信這種仿真工具將在未來得到更廣泛的應用，為電力行業的發展做出更大的貢獻。
訪問Simapps，在線計算變壓器多場耦合仿真APP：
https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/72988
展開 仿真APP應用案例——電力設備干式變壓器散熱仿真分析
利用散熱仿真，可以在設計階段就對變壓器的結構、散熱方式、冷卻介質等進行優化，提前預測并解決潛在的散熱問題，避免在實際運行中出現過熱故障。同時，散熱仿真還能為運行中的干式變壓器提供實時監測和故障預警，根據環境溫度、負載變化等因素，及時調整散熱策略，保障變壓器始終處于最佳運行狀態，大大提高了電力系統的可靠性和穩定性。
電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP封裝了冷卻風扇安裝與運行參數、包封材料物性參數以及高中低壓線圈熱損耗等參數，可快速計算風冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下對變壓器各部件換熱溫度及冷卻通道流場的影響。電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP可查看固體部件表面溫度及熱通量云圖、流場中矢量、流線圖等工程中所需的計算結果。
在線體驗此仿真APP：電力設備干式變壓器散熱仿真分析 - Simapps Store - 工業仿真APP商店
展開 
ANSYS Maxwell仿真平面變壓器
我目前在用Maxwell仿真平面變壓器（變壓器次級帶中心抽頭，深紅色的輔助繞組可以暫時忽略），變壓器的繞組是PCB形式的（下面有圖片模型），首先我用靜磁場仿真變壓器的電感和漏感等參數，激勵給的是電流，得到的值感覺還是可以的，其次我用瞬態場仿真變壓器，看變壓器的初級的輸入電壓和電流，次級的電壓和電流以及變壓器的功率和損耗等參數，但是我在仿真瞬態的時候，不知道是我的電腦的問題還是模型的問題，出來的結果總是不盡如意，結果和我之前將繞組做成的集總模型的時候的波形相比，就感覺是不對的
其中我初級給的峰峰值是55V的方波，工作頻率100khz，次級導入的外電路，只做了一個繞組加一個負載；另一種情況我模擬變壓器的中心抽頭的實際工作情況，在外電路中加入了整流濾波電路，但是這樣的話仿時間特別長，出來的結果也不盡如意
還請論壇中的技術大神給指點下，還有什么需要了解的可以貼子下留言，急需解決，謝謝各位了
展開 配電變壓器的噪聲與振動分析
圖9和圖10總結了聲場仿真結果。這些數字顯示了離箱壁2米處的聲壓級。0度和-180度表示變壓器較短一側的中心。參考線顯示53分貝，這是該變壓器的噪聲水平基于數據表。這些結果也證明了數值模擬結果的精度是可以接受的。如圖所示，在680mm的箱體內聲壓達到60dB。當使用a加權時，聲壓級增大，如圖10所示。結果表明，所分析的變壓器滿足要求，但通過適當的設計可以降低其噪聲水平。
圖9 距油箱2m、340mm和680mm高度處變壓器周圍的聲壓級水平[dB]
圖10 距油箱壁2m、680mm高度處變壓器周圍的聲壓級水平[dB] 及A級加權
IV. 結論
考慮硅鋼片的各向異性和磁致伸縮影響，分析了配電變壓器的噪聲和振動性能。利用ANSYS軟件建立了基于三維有限元法的電磁-機械-聲場多物理工作流程。以某200kVA配電變壓器為例，分析了三維有限元工作流程。仿真結果與變壓器數據表數值吻合較好，驗證了耦合仿真的有效性。所提出的仿真工作流程適合于變壓器噪聲和振動的仿真，或有助于開發新的變壓器診斷方法。
文章來源：牛眼看變壓器
展開 Ansys電力變壓器解決方案
油箱和結構件上的雜散損耗
夾件和拉板的雜散損耗
母排引起的油箱損耗
引出線引起的油箱損耗
變壓器線圈損耗計算
短路力
絕緣系統設計
變壓器套管中的電場
變壓器絕緣子中的電場
負載損耗分析
繞組短路阻抗
繞組電容
并聯繞組電流不平衡
殼型電力變壓器雜散磁通分析
鐵芯損耗
各向異性鐵芯損耗模型
變壓器熱分析
變壓器母排分析
變壓器涌流
變壓器系統仿真
地磁感應電流分析 (GIC)
Z型聯結組別自耦變壓器的系統分析
3相–6相變壓器系統仿真
繞組噪聲分析
磁心磁致伸縮噪聲分析
總結
? Ansys為電力變壓器分析提供了完整的FEA解決方案
? 集成電磁，電路，控制，多物理場和系統建模等仿真功能
? 自適應網格，高性能計算，場路耦合和高級材料模型等高級功能可確保滿足當前和未來的仿真需求
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業、專精特新中小企業。
展開 基于溫度場仿真的干式變壓器散熱設計
[2] 王珊珊，肖黎，廖才波.110kV環氧澆注干式變壓器流體-溫度場的有限元仿真計算[J].變壓器，2016,53(1):1-5.
[3] 吳紅菊，賀銀濤.基于溫度場仿真分析的干式變壓器散熱設計[J].機電工程技術，2019,48(8):183-185.
[4] 張爽，張璐，潘曉敏，等.基于虛擬材料法的梅花觸頭溫度場數值仿真分析[J].南方電網技術，2020,14(11):74-80.
[5] 張牧，高立業，魏娟，等.樹脂澆注干式變壓器三維溫度場仿真計算[J].天津工業大學學報，2015(3):62-66.
[6] 閆鑫笑.干式變壓器電磁-熱耦合模擬特性與實驗研究[D].天津：河北工業大學，2020.
[7] 劉博.礦用干式變壓器內部溫度場的仿真研究[J].機械管理開發，2019,34(11):59-60,63.
[8] 楊鋒，趙姍姍，傅軍.基于有限元的干式變壓器溫度場計算與分析[J].海軍工程大學學報，2016,28(4):31-36.
文章來源電氣技術與經濟. 2023(02)
展開 仿真APP助力電力裝備安全、穩定與高效運行
在電力裝備設計中，CAE仿真技術被廣泛應用于分析設備的強度、剛度、振動、熱傳遞等問題，它通過模擬和分析電力裝備在各種工況下的性能，極大地提升了設計效率和產品質量。例如，在風電行業，CAE技術可用于分析風機葉片的復合材料強度、剛度及振動情況，以及輪轂、傳動系統、發電機等關鍵部件的性能。在核電領域，CAE技術則用于分析壓力容器、設備零部件的強度、剛度及疲勞情況，以及設備的熱傳遞和流體動力學問題。在變壓器設計中，利用電磁場 CAE 仿真軟件，可分析變壓器的損耗、電感、漏感、電場分布等電磁特性，還能模擬短路工況下的電磁力，判斷絕緣設計是否可靠，為變壓器的優化設計提供依據。
與傳統仿真軟件相比，仿真APP是更加高效、便捷、易用的仿真工具。無論是設計工程師還是試驗測試人員，都無需掌握專業的仿真知識，便能輕松上手使用：只需在瀏覽器中打開仿真APP計算頁面，簡單設置各項參數，即可一鍵在線計算，快速得到仿真結果，從而優化設計方案、提升測試效率，降低研發成本。對于較復雜的仿真結果，還可以在線咨詢仿真APP開發者，獲取專業的仿真結果分析指導。
推薦10款電力裝備仿真APP，供大家體驗。不符合要求，還可以個性化定制。
01 三相變壓器磁場仿真APP
油浸式變壓器由鐵芯、線圈、固定件和油箱組成，具有散熱好、損耗低、容量大等特點，廣泛應用在工礦企業、農業和民用建筑中，以及石油、化工行業中多油污、多化學物質的場所。
立即體驗：www.simapps.com/v/175291.html
02 電力設備干式變壓器散熱仿真APP
電力設備干式變壓器散熱仿真分析APP封裝了冷卻風扇安裝與運行參數、包封材料物性參數以及高中低壓線圈熱損耗等參數，可快速計算風冷條件、材料特性及熱損耗分布等改變的情況下對變壓器各部件換熱溫度及冷卻通道流場的影響。
展開 ANSYS Maxwell在疊層電感 PCB繞組變壓器、無線充電線圈等磁集成應用高級班
培訓內容：
第一天
★ ANSYS仿真產品體系及技術發展趨勢
★ ANSYS電磁產品Maxwell 3D應用與簡介
★ 案例：繞線電感仿真案例+demo
★ 案例：LTCC電感仿真演示和練習
★ 高頻變壓器電磁仿真方案介紹
★ 案例：高頻變壓器電磁仿真demo
第二天
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具介紹
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具使用練習（含PExprt介紹和練習）
★ PCB板繞組變壓器案例介紹和demo練習
★ ANSYS解決無線充電線圈方案介紹
★ 無線充電線圈仿真電感、耦合系數等demo
★ 答疑
培訓講師： ANSYS認證工程師
收費標準： ￥4000/人，包括培訓費、資料費、書籍費、證書費和上機費（學員食宿自理）
電腦：學員自帶筆記本為主，ANSYS公司提供12臺電腦
上課時間：2016年6月15日-16日（上午9點-12點，下午1點30-5點）
上課地點：ANSYS原廠深圳分公司：深圳市福田區金田路4028號榮超經貿中心1009
點擊下載ANSYS仿真高級培訓班報名回執表
報名方式：填寫報名回執表發送Email或傳真至深圳分公司（0755-82550670）
深圳聯絡人：莊百興 18675506525 baixing.zhuang@ansys.com，0755-82552976
特別優惠：
團體報名：￥3200元/人（3人及以上）；5人報名，1人免單
ANSYS老用戶：￥3200元/人
在維護期內的用戶：￥2400元/人
提前2周報名并付款，在上述三條基礎上再優惠￥200元/人
展開 基于Simdroid-EC的油冷變壓器自然冷卻熱仿真
在電力系統中，油冷變壓器廣泛應用于變電站，其在運行過程中會產生熱量，如果變壓器溫度過高，會對其內部的絕緣材料及零部件性能造成損害。繞組是變壓器的核心部件之一，由銅或鋁等導電材料制成。高溫會使繞組的電阻增大，電阻增大又會進一步產生更多的熱量，形成惡性循環。過高的溫度可能會引起鐵芯的磁導率變化，影響變壓器的電磁性能，同時也可能導致鐵芯的機械結構發生變形，破壞變壓器的正常運行。另外，變壓器中的絕緣紙和絕緣油在高溫下會加速老化。
自然對流是油冷變壓器散熱的重要方式之一，通過合理的溫度控制，確保自然對流散熱的良好效果，可以降低變壓器的運行損耗，提高能源利用效率。
伏圖-電子散熱模塊（Simdroid-EC，以下簡稱EC）是基于通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）開發的針對電子元器件、設備等散熱的專用熱仿真模塊，內置電子產品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子產品的熱分析模型，并利用成熟穩定的算法計算流動與傳熱問題，對電子產品進行高效的熱可靠性分析；可廣泛應用于通信設備、電力電子、半導體產品與設備、汽車、航空航天等工業領域。
以下是基于Simdroid-EC對油冷變壓器進行自然冷卻仿真及對應的功能點和步驟說明。
1、CAD模型導入
通過EC導入接口，可以將變壓器模型導入；線圈、變壓器油箱外殼、油箱外側的翅片均可以使用EC提供的薄壁機箱模型來構建；鐵心部分使用EC的立方體塊來拼接搭建。
展開 
電力變壓器油箱內部故障壓力特征建模及仿真 ￥1000
<p>本案例建立了變壓器油箱內部故障壓力震源及其波傳播的數學模型，并基于COMSOL軟件仿真了變壓器內部故障后油箱內壓力的升高變化情況，得到不同時刻下油箱內部壓力分布云圖，如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202110/cace790977fe4e25af35a6cc61c47a63.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p>感興趣的朋友，可下載模型源文件，進行交流。</p><p><br></p>
展開 樹脂絕緣干式變壓器諧響應分析仿真APP
樹脂絕緣干式變壓器是一種用環氧樹脂對線圈整體真空澆注絕緣的干式變壓器，廣泛運用于電站、電廠、工礦企業、城市的高層建筑、用戶配電站等電力和配電系統。樹脂絕緣干式變壓器諧響應分析APP建立了變壓器有限元模型，研究變壓器的固有頻率、振型，及其在不同頻率和幅值的外部激勵作用下的振動響應。
隨著電力行業的不斷發展，樹脂絕緣干式變壓器已經成為了電力系統中廣泛應用的一種重要設備。樹脂絕緣干式變壓器的主要特點是采用環氧樹脂對線圈進行整體真空澆注絕緣，具有良好的絕緣性能和防火性能，因而在電力系統中得到了廣泛的應用。
樹脂絕緣干式變壓器的諧響應分析APP建立了變壓器有限元模型，可以研究變壓器的固有頻率、振型，以及在不同頻率和幅值的外部激勵作用下的振動響應。這對于減少變壓器的噪聲和振動，提高其使用壽命和穩定性具有非常重要的意義。
同時，樹脂絕緣干式變壓器的應用范圍也非常廣泛，不僅可以用于電站、電廠、工礦企業等大型電力系統中，還可以用于城市的高層建筑、用戶配電站等小型電力系統中。
總的來說，樹脂絕緣干式變壓器的應用已經成為了電力行業中不可或缺的一部分。諧響應分析APP的建立也為變壓器的研究和開發提供了更加精準和高效的方法，有助于進一步提高變壓器的性能和可靠性。
訪問Simapps，在線計算樹脂絕緣干式變壓器諧響應分析仿真APP：
https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/174901
展開 Infolytica技術干貨|分裂式變壓器穿越阻抗
2、對于雙繞組的箔繞變壓器在進行阻抗仿真計算時對箔式繞組進行不分層建模也是可行的，即采用匝線圈（stranded）設置，仿真結果可以滿足工程計算的需要。
3、對于分裂變壓器半穿越阻抗計算仿真時，必須對閥側箔式繞組采用分層建模，即一匝一建，且繞組模式為solid，這樣才能保證仿真結果的準確性。
4、對于高壓繞組雖然也是箔式層繞，但在縱向高度上為整體串聯方式，端部的擠流效應對高壓影響較小，所以在進行阻抗仿真時對仿真結果影響不大，所以仍可以將高壓箔式繞組設為匝線圈（stranded）設置，以提高仿真效率。
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感謝文章作者分享：
閆興中 南瑞集團公司（國網電力科學研究院）
蔣志勇 通用電氣上海研發中心
參考文獻：
[1] 朱博、程志光等. 變壓器箔式繞組擠流效應及渦流損耗的研究．《變壓器》 2012 年 9 期
[2] 張偉紅、 賈建剛. 一種 36 脈波干式移相整流變壓器的阻抗計算.《變壓器》 2011 年 6 期
[3] 王建民、 景崇友等.干式變壓器箔繞導體三維渦流場與附加損耗的數值仿真研究.《電力工程》 2012 年 03 期
[4] 蔣志勇.典型結構的環氧澆注干式變壓器漏磁場仿真與分析. 《第 12 屆全國變壓器技術學術年會論文集》 2016 年
展開 基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
通過聲波的連續方程、運動方程、物態方程可以推導得到Helmholtz波動方程，進一步通過傅里葉變換可以得到均勻流體中傳播的基本聲學方程頻域形式為：
計算變壓器聲場分析需要將結構表面的振動速度導入聲學分析中作為邊界條件，聲學有限元系統方程形式為：
2.4 耦合分析流程
本次分析首先在MAXWELL進行電磁場分析，求解完成后，對電磁力進行FFT變換，在workbench平臺利用耦合功能，將其導入Mechanical進行簡諧振動分析，得到質點振動速度，再將其導入ANSYS Acoustics聲學仿真模塊，求解聲壓波動方程，進行聲場分析，得到最后的噪聲計算結果，并根據GB/T1094.10進行評定。
Figure.基于ANSYSWorkbench的聲學仿真耦合流程
3 干式變壓器振動噪聲分析
Figure.變壓器三維模型圖
Figure.噪聲分析耦合流程圖
3.1 電磁場分析
將變壓器的電磁模型導入Maxwell,給定鐵芯、繞組的材料，設定好額定工況的激勵、邊界條件、求解參數，即可進行求解。
設定好的繞組激勵如下圖所示：
① 設定鐵芯、繞組材料：
Figure.材料設定
② 施加激勵、求解計算：
Figure.激勵加載&求解設置
③ 后處理：
Figure.后處理設置
Figure. 電磁力密度
3.2 結構分析
在mechanical中進行分析前，首先根據提供的材料在Engineer Data中輸入材料數據，由于諧響應分析是線性分析類型，并且變壓器結構在實際工作中也不允許超出屈服強度，因此此處以線彈性材料進行簡化輸入。網格劃分過程中，實體單元以四面體、六面體混合。根據實際工作，掃頻范圍設置為0~1000Hz。
展開 