過電壓仿真的案例
不同工況下變電站過電壓電磁暫態仿真研究
同時，將上文中提出的變電站過電壓等數值計算以及電磁暫態仿真模型帶入此仿真環境中，完成不同工況下變電站過電壓電磁暫態仿真方法設計。
3 實驗分析
3.1 仿真環境設定
為對上文中提出的不同工況下變電站過電壓電磁暫態仿真方法使用效果進行分析，構建仿真實驗環節，應用此方法對指定的實驗對象進行仿真分析。本次研究中，將城市中某電力企業變電站作為研究對象，在仿真模型構建前，對變電站的主要設備參數進行統計，具體數值如表1所示。
表1 變電站設備仿真模型參數
將表格中的內容作為本次研究中的數據來源，為后續的仿真過程提供基礎。
3.2 不同工況變電站電磁暫態仿真
3.2.1 繞擊過電壓工況仿真
在實驗過程中需要根據變電站物理模型，結合以往研究中的擊距公式得到仿真過程中的最大繞擊電流，具體數據如表2所示。
表2 變電站最大繞擊電流
當過電壓出現時，變電站對地電壓波形相對較大。變電站設備過電壓波形在達到頂峰后逐漸呈現出衰退的態勢，并趨于過電壓出現前的水平。因此，在進行仿真時，需要對變電站中的設備進行等值模擬，對變電站過電壓波形進行分析，使用所提仿真方法后，得到變電站過電壓波形如圖1所示。
圖1 繞擊過電壓工況仿真結果
為對不同工況下文中提成方法的使用效果進行分析，將變電站的合閘工況與分閘工況分別繪制在圖1中。當變電站為合閘狀態時，變電站的電壓會在短時間內得到大幅度提升，當電壓超過恒定數據時，逐漸下降回歸到過電壓出現前的狀態。當變電站狀態為分閘狀態時，電壓波形走向與合閘狀態基本一致，說明文中提出方法使用后其所得結果真實度較高。
展開 【講解】變壓器的過電壓保護及過電壓對電網的影響
變壓器是電網變換電壓和傳送電能的電氣設備，是電網向用戶供電的載體，變壓器的安全可靠運行情系萬家燈火。然而在電網運行中由于諸多原因會產生過電壓，而變壓器的絕緣水平相對比較薄弱，在變壓器損壞的原因中，過電壓造成損壞的概率最大。在電網運行中因某種原因產生過電壓，必將導致變壓器的損壞，其絕緣水平主要由雷電擊耐受電壓和工頻耐受電壓來決定。
過電壓系指對絕緣有危險的突然電壓升高，這種非正常的電壓升高，其幅值可達設備額定電壓的幾倍以上，嚴重威脅變壓器絕緣的安全，若過電壓持續時間較長，必將造成變壓器的損壞。為確保電網運行中變壓器的安全，除選用優質的變壓器外，還要對變壓器設置合理有效的過電壓保護措施。
一、 電網過電壓產生的機理
電力系統的過電壓一般可分為暫時過電壓(工頻過電壓、諧振過電壓、弧光接地過電壓)、操作過電壓、雷電過電壓等。暫時過電壓主要由單相接地故障、諧振等引起的。
展開 變壓器的過電壓保護及過電壓對電網的影響
變壓器是電網變換電壓和傳送電能的電氣設備，是電網向用戶供電的載體，變壓器的安全可靠運行情系萬家燈火。然而在電網運行中由于諸多原因會產生過電壓，而變壓器的絕緣水平相對比較薄弱，在變壓器損壞的原因中，過電壓造成損壞的概率最大。在電網運行中因某種原因產生過電壓，必將導致變壓器的損壞，其絕緣水平主要由雷電擊耐受電壓和工頻耐受電壓來決定。
過電壓系指對絕緣有危險的突然電壓升高，這種非正常的電壓升高，其幅值可達設備額定電壓的幾倍以上，嚴重威脅變壓器絕緣的安全，若過電壓持續時間較長，必將造成變壓器的損壞。為確保電網運行中變壓器的安全，除選用優質的變壓器外，還要對變壓器設置合理有效的過電壓保護措施。
一、 電網過電壓產生的機理
電力系統的過電壓一般可分為暫時過電壓(工頻過電壓、諧振過電壓、弧光接地過電壓)、操作過電壓、雷電過電壓等。暫時過電壓主要由單相接地故障、諧振等引起的。諧振過電壓是電網中電氣設備發生故障，或頻繁操作設備引起電網中電感和電容匹配而構成諧振回路，在一定條件激發下產生電能、磁能轉換而引起的過電壓，如是變壓器的勵磁電感和對地電容產生的鐵磁諧振，其引起的過電壓會更高。弧光接地過電壓系因系統發生單相接地故障，在接地點因弧光放電而引起的過電壓。
操作過電壓系因電網狀態的突變而引起電磁場能量的急劇變化，或投切大容量設備，或是對設備的操作失誤等而引起能量快速釋放時產生的過電壓。主要表現在空載線路、變壓器的開斷和重合閘等。
雷電過電壓是大氣中帶有大量正電荷雷云與帶負電荷雷云相遇時，發生雷云放電而引起的過電壓。雷電過電壓可分為直擊雷過電壓和感應過電壓。直接雷過電壓是雷云直接對設備、構件等導體的放電產生的，而感應過電壓則是電磁場的急劇變化而產生的。
展開 變壓器瞬態仿真感應電壓的波形
第三根導線同樣的電流，方向為negative
2.第一根和第四根為副變線圈，給的電流為0
最后仿真出來，winding2的感應電壓波形為0，望高手幫忙看下，問題出在什么地方。原文件見附件;
3.在transient下，材料是否可以設置成非線性？我附件中的鐵心用的是相對磁導率為常數的線性材料。
transient.rar
變壓器瞬態仿真感應電壓的波形
做了一個簡單的變壓器模型，具體模型見附件
我想在瞬態下面計算看看，副變線圈的感應電壓的波形
1.我給了原變左邊線圈的電流為：100*sin(314*Time) 就是圖上第二根導線，方向為postive. 第三根導線同樣的電流，方向為negative
2.第一根和第四根為副變線圈，給的電流為0
最后仿真出來，winding2的感應電壓波形為0，望高手幫忙看下，問題出在什么地方。原文件見附件
3.在transient下，材料是否可以設置成非線性？我附件中的鐵心用的是相對磁導率為常數的線性材料。
transient.rar
2025大賽優秀作品 | 有直流偏磁PWM波電壓勵磁磁心損耗的有限元仿真
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。從本期起，我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：有直流偏磁PWM波電壓勵磁磁心損耗的有限元仿真
作者：福州大學電氣工程與自動化學院 | 秦家正/汪晶慧/江盛凌
關鍵詞：磁心損耗、有限元仿真、有直流偏磁的PWM波電壓
作者說
Ansys Maxwell 有限元仿真軟件利用有限元分析求解已知邊界條件的泊松方程或者麥克斯韋方程獲得磁性元件的磁矢位分布，進而得到磁通密度分布，其可精確地獲得磁心內磁通密度分布。然而，其內部自帶的磁心損耗密度模型不足以支持現有功率變換器中磁性元件磁心損耗仿真計算。但是，結合有限元仿真軟件Maxwell 和PyAnsys 二次開發接口，給有直流偏磁PWM波電壓勵磁磁心損耗的精確仿真提供有力支持。并且有望實現更復雜的高低頻復合波勵磁磁心損耗的精確仿真計算。
功率變換器中磁性元件的勵磁波形
有直流偏磁高頻脈寬調制波（Pulse Width Modulation, PWM）電壓勵磁的磁心損耗精確計算是業內難點。
展開 仿真過的閥門算例
仿真過的閥門算例
磨粒耦合仿真中的求解時間過長問題 ￥5.2
在雙顆磨粒及多顆磨粒耦合劃擦仿真中，隨著磨粒數的增多及對磨粒約束的增加，模型求解時間迅速增加，在設置不出錯的情況下，有時候甚至長達幾百個小時，這是我們不能接受的。建立的模型如圖1所示。我們來分析原因。
圖1 雙顆磨粒耦合模型
首先求解時間過長的原因與磨粒的復雜運動有關，本文中磨粒在Z向做拋物線運動，先向下在向上在sph粒子表面劃過深淺不一的溝槽，其次磨粒在Y方向做勻速直線。這樣的復合運動使得計算量大大增加。
其次磨粒與sph粒子的接觸采用自動點面接觸，多對接觸對使得接觸算法不斷循環，從而計算時間急劇增加，，隨著后面磨粒數增多到三顆、四顆、五顆...其計算時間必然更長，所以改進接觸算法是主要原因。
最后求解時間與sph粒子的數量直接相關。本文中SPH粒子設置的是200000，粒子間隔0.01mm，也即是10μm，粒子之間是通過罰函數來互相建立聯系的，故粒子束增多，罰函數求解時間增長。
展開 Ansys WB軸孔過盈配合仿真分析
復合變形協調條件，仿真結果可信。
另外還計算了兩種情況：①過盈量3mm，驗證了圓環和軸的變形都變大并且兩者之和接近3mm。②將offset設置為-2仿真間隙配合情況，結果是變形應力均為零，符合理論情況。這里不給其詳細過程了，請有興趣的讀者自己驗證。
Fluent仿真實例-大渦模擬大風吹過圓柱體的噪聲
流體流過圓柱體產生的噪聲
案例描述：空氣以69.2 m/s的速度吹向直徑為1.9 cm的圓柱體，用Fluent仿真此時產生的噪聲。基于圓柱體直徑的Reynolds數大概是90000。其他尺寸參數見下圖。
對于聲學仿真，推薦使用LES湍流模型，因為LES模型求解所有渦旋尺度比網格尺度大的渦旋，能較好預測到噪聲。
1、啟動軟件并導入網格
1.1 啟動Fluent軟件，選擇2D 雙精度版本，單核求解。
1.2 導入網格文件“cylinder2d.msh.gz”，網格下載在文章底部。
為了改善求解速度，將網格重新讀取編錄，操作：Mesh -> Reorder -> Domain
在文本窗口中顯示Fluent采用了Reverse Cuthill-McKee方法進行。
2、 求解器設置
3、 模型設置
3.1 湍流模型-大渦LES模型
在2D求解器中，LES模型是隱藏的，就是你打開湍流模型面板是找不到的。在文本窗口中輸入下面命名“(rpsetvar 'les-2d?' #t)”，鍵盤回車鍵。命令輸入要英文狀態，括號也要輸入，還有一點就是不能復制黏貼輸入，只能手動敲鍵盤輸入才有效，本人親測過了，Fluent版本是15.0。再次打開湍流模型，就發現LES已經出現可選了。
此時會彈出一個warning提示框，點擊OK即可。
4、 邊界條件
4.1 inlet邊界，邊界類型為velocity-inlet。
4.2 outlet邊界，邊界類型為pressure-outlet。保留默認設置。
展開 做SPH粒子的仿真，運行時求解時間過長
做SPH粒子的仿真，需要求解時間兩三千個小時，有大佬知道是哪里設置出了問題嘛？能否指教一下。
基于Comsol的鋰電池針刺、內短路和過充仿真
</p><p><img src="https://pic1.zhimg.com/80/v2-9fddb80faa3f35a02ef3eac21603bc78_720w.jpg">整體電壓下降趨勢</p><p>3、</p><p>過充仿真以恒流充電方式,過充至5V后，開始恒壓充電，充電電流逐漸下降并保持平衡。</p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202205/443bded227374360bedeaa4df164b2c2.png" title="圖片1.png" alt="圖片1.png" style="max-width: 760px; width: 490px; height: 252px;" width="490" height="252" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202205/443bded227374360bedeaa4df164b2c2.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202205/443bded227374360bedeaa4df164b2c2.png?image_process=/format,webp/resize,w_490" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202205/443bded227374360bedeaa4df164b2c2.png"></p><p>過充過程整體內阻不斷加大，導致熱量聚集，最終引發熱失控。
展開 仿真過的算例（終于找到了方法制作高清GIF）
仿真過的算例（終于找到了方法制作高清GIF）
履帶建模常見問題及解決方法-仿真步長過小問題
小尺寸履帶在仿真過程中，步長特別小，仿真速度非常慢，是什么原因呢？
答案：這是使用T-Part求解模型的求解器的典型性能。如果T-Part的質量較輕，轉動慣量也較小，求解器的步長會變小。建議使用Convertor工具將裝配體轉化為General Body進行求解。注意將接觸搜索類型更改為Full Search。
2. 正常履帶在仿真過程中，步長特別小，是什么原因呢？
答案：除去上述對于T-Part的情況外，仿真步長在-7、-8甚至是-9時，基本是模型出錯，請檢查履帶裝配的尺寸參數、各部件之間的接觸參數是否合理。
未完待續...
如需獲得該手冊完整文檔，請在“RecurDyn軟件”公眾號中發送“履帶糾錯手冊”獲取下載鏈接。
展開 過一個閃亮的圣誕節！折射仿真把雪花變成耀眼的鉆石
跳過物理原型這一步意味著貴公司有更多資金來發放年終獎金。
因此，折射仿真不僅僅可以營造節日的歡樂氣氛——它們也很實用。這些折射仿真對于美好假期也非常重要。
來源：中國CAE
