電氣化鐵路節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器建模與仿真.pdf

1、隨著電氣化鐵路的快速發(fā)展，牽引變壓器的數(shù)量和容量變得越來越大，而我國電氣化鐵路牽引負(fù)荷率卻不高，使得牽引變壓器的空載損耗問題變得不容忽視。因此，牽引變壓器的節(jié)能研究就變得刻不容緩。相比于其他的變壓器節(jié)能技術(shù)，卷鐵心技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性與可行性等方面具有一定優(yōu)勢。節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器采用卷鐵心技術(shù)為核心技術(shù)。該節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器因其鐵心特殊性，利用常規(guī)的分析方法在仿真時會存在一些欠缺，而有限元法在仿真分析這類特殊結(jié)構(gòu)的變壓器時具有優(yōu)勢。以往

2、的卷鐵心變壓器有限元研究多集中于農(nóng)網(wǎng)和城網(wǎng)配電變壓器等方面，就牽引變壓器而言，這類研究還比較缺乏。本文在Ansoft Maxwell中建立了節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器的有限元模型，并對建模方法進(jìn)行了驗證。運(yùn)用該有限元模型，主要完成了以下工作:
　　節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器的空載試驗及短路試驗仿真。結(jié)合實際繞組的接線方式，設(shè)計并搭建了節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器三維瞬態(tài)場有限元模型的外加激勵電路模型，利用有限元模型對節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器進(jìn)行了

3、仿真。仿真結(jié)果表明:與同等容量疊鐵心牽引變壓器相比，節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器空載電流下降50％左右，空載損耗減少24％左右，短路電壓百分比也有所下降。仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果相符。
　　鐵心溫度場仿真。運(yùn)用ANSYS Workbench仿真平臺搭建了節(jié)能型卷鐵心牽引變壓器的電磁—熱耦合仿真模型，結(jié)合過負(fù)荷曲線，對其在不同負(fù)荷情況下的鐵心溫度分布進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明該卷鐵心滿足牽引變壓器過負(fù)荷運(yùn)行要求。相比于同等容量的疊鐵心變壓器，