基于ANSYS的电力变压器铁芯磁场分布的仿真研究
摘 要：本文以三相电力变压器SSZ11-50000/110为仿真对象，仅从静态角度对铁芯磁场进行分析研究。通过在Fortran6.5环境下进行仿真求解和ANSYS直接求解，得到基本一致的磁力线分布图，验证了Fortran语言编写的有限元程序的正确性和实用价值。
关键词：电力变压器；铁心磁场；有限元法
中图分类号：TM402 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 20-0000-02
一、研究背景
电磁场和损耗的研究是讨论大型电力变压器中电、磁、热力各种因素及其相互作用的基础。目前铁芯磁场及铁芯损耗、漏磁场及结构件中附加损耗的分布是变压器电磁场研究的主要内容之一[1]。变压器主磁场的磁路沿着铁芯路径闭合，全由铁磁材料组成，磁通密度很大。本文以三相电力变压器SSZ11-50000/110为仿真对象，仅从静态角度对铁芯磁场进行分析研究。
二、电磁场的有限元法
有限元法广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中，其基本思想是：由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题[2]。
三、三绕组电力变压器的建模
（一）电力变压器基本数据
电力变压器型号为SSZ11-50000/110，联结组标号为YN-yn0-d11，额定容量SN=50000KVA。高压线圈接法YN，额定相电压U1=110000V，额定相电流I1=262.4A，线圈绝缘内半径r1=522mm，线圈绝缘外半径R1=621mm。中压线圈接法yn，额定相电压U2=37500V，额定相电流I2=769.8A，线圈绝缘内半径r2=427mm，线圈绝缘外半径R2=484mm。低压线圈接法d11，额定相电压U3=10500V，额定相电流I3=1587.3A，线圈绝缘内半径r3=338mm，线圈绝缘外半径R3=397mm。假定线圈轴向尺寸相等，均为HK=1450mm。铁芯三相三柱式，材料型号为B30P110，直径D=640mm，中心距M0=1395mm，窗高HW=1620mm。
（二）ANSYS建模
材料号为：空气-1，变压器铁芯-2，高压线圈-3，中压线圈-4，低压线圈-5。空气相对磁导率为1，变压器铁芯相对磁导率为3000，高中低压相对磁导率为1，高压线圈施加面电流，数值1000，-1000。使用ANSYS建出的变压器模型如图1、2所示，其中图1为轴向横截面图，图2为网格剖分图。
四、仿真与求解
（一）Fortran6.5环境下进行编译运算
VisualFortran6.5环境下进行运算结束后，将有限元计算结果得到的矢量磁位A，磁感应强度B等数据导入ANSYS程序中，可得有限元计算的结果如图3、4、5所示。
（二）ANSYS直接求解
在ANSYS中将变压器模...
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