Simdroid-EC：电力系统安全运营的守护者

在电力系统中，变压器作为电力传输的核心设备，其运行可靠性直接影响到整个电力系统的稳定性。变压器在运行过程中会产生大量的热量。这些热量如果不能及时散发出去，会导致变压器内部温度升高，从而引起一系列问题，如绝缘老化、效率降低，甚至可能导致变压器损坏。因此，变压器的散热设计在整个产品设计中占据了重要地位。

传统散热设计方法依赖经验与实验，难以适配现代变压器高功率密度与小型化的设计需求。而仿真技术可在产品设计初期，模拟变压器不同工况下的温度分布，进而优化散热结构，提升设计效率与可靠性。

伏图-电子散热模块（Simdroid-EC）能够精准模拟设备级变压器在不同环境下的温度情况，有效地监控变压器关键位置的温度，从而有针对性地优化散热设计方案，保障设备可靠运行。

Simdroid-EC提升变压器设备热可靠性

Simdroid-EC是基于伏图（Simdroid）平台开发的针对电子元器件、电子设备等散热的专用热仿真模块，提供传热分析、流场分析以及稳态&瞬态分析功能，能够进行自然冷却、强迫冷却及混合冷却分析，同时具备变化功耗和变化环境的瞬态分析能力，适用于变压器设备的热仿真评估。

以下是基于Simdroid-EC的变压器设备风冷仿真的功能点和步骤说明。

1. 多种模型构建方式

Simdroid-EC具有多种模型构建方式，通过内置的CAD导入接口能导入原模型。设备外壳、支架、变压器等可使用外部导入体以保留模型特征，确保仿真精度。对风扇、孔板等使用软件的智能元件进行等效代替从而减少模型的复杂程度以及网格量。

变压器设备模型构建

2. 边界条件设置

变压器的热耗主要来源于铜损和铁损。铜损是由于绕组电阻引起的损耗，铁损则是由于交变磁场在铁芯中引起的磁滞损耗和涡流损耗。Simdroid-EC具有总热功率、热功率/体积、非线性热源、定温度等多种热源赋予方式，可对铜损和铁损进行赋予。

铁芯/绕组热源设置

3. 精确的网格划分

变压器的绕组与铁芯等发热元件在空间上相互交叉环绕，使用Simdroid-EC对元件进行局部网格加密，能够准确地捕捉模型几何轮廓。

铁芯/绕组网格贴合几何外形

4. 个性化的求解监控功能

Simdroid-EC具有求解监控功能，进行前处理时可在模型关键位置创建监控点。在计算过程中能够通过监控点曲线观察关键位置的物理量变化情况。在求解控制中开启监控点收敛判断，当监控点的温度提前达到收敛依据时，软件自动完成求解，可节省求解时间。

监控点收敛设置/监控点曲线图

5. 丰富的结果展示

通过Simdroid-EC结果分析模块，可以得到变压器内部的温度分布云图、各监控点的温度情况、内部流场分布，明确高温区域和散热瓶颈，从而优化设计。

变压器温度云图

平面云图创建温度标签

变压器设备内部流线图

选中监控点或任意元件，可以在表格窗口中快速直观地观察到监控点的温度以及元件的最高温度、最低温度、换热量等信息。

铁芯、绕组、监控点表格统计信息

上述温度场和流场分布可以看出该变压器内部的最高温度为139.84℃，在电感绕组附近。

通过分析能够明确变压器设备优化的方向，例如，通过调整绕组结构、风机放置位置，增加散热风量等措施降低高温区的温度；通过对变压器关键部位的温度进行实时监测，及时察觉潜在隐患，维护变压器的稳定运行。

Simdroid-EC通过多种方式建立模型、合理设置边界条件和监控关键点温度，可以得到精确的温度分布结果，为优化散热结构、提高变压器可靠性提供科学依据。随着计算机技术和仿真软件的不断发展，Simdroid-EC将在电力设备行业得到更广泛和更深入的应用，为电力系统的安全运行提供有力保障。（可登陆Simapps网站，申请试用仿真工具Simdroid-EC。）