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Comsol变压器温度场数值模拟

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Comsol变压器温度场数值模拟

图1. 大型变压器实物图



变压器温度场研究

变压器正常运行中,铁芯、绕组等机械结构件上均有损耗产生,损耗转化为热能,导致自身温度升高。变压器不断向高电压等级和大容量方向发展,使得变压器的体积越来越大,进而造成磁场损耗增大,因此,更需要关注其内部的温升情况。变压器运行过程中绕组温度的最高点称为热点,若绕组热点温度达到一定的限定值,容易造成绝缘材料老化,降低变压器使用寿命,严重时会破坏绝缘等变压器结构,从而引发变压器故障和事故。



01 模型简介

根据变压器设备厂家提供的变压器实际尺寸,建立了流体-温度场二维轴对称计算模型,对强迫油循环冷却方式下的温度场进行了计算,得到变压器温度场和流场分布。计算模型和材料参数设置如图2和3所示。

图2. 仿真计算模型

图3. 仿真材料参数

02

物理场边界条件

图4展示了变压器计算模型选取的物理场边界条件,温度场设置热源、散热边界等条件,而流体场设置入口、出口等边界条件。

本模型主要利用COMSOL固体传热、层流模型以及非等温流多物理场耦合,详细的物理场及边界条件设置如图4所示,网格剖分及质量分布如图5所示。

图4. 物理场仿真边界条件

图5. 网格划分及质量分布图


03 结果展示

   计算得到的温度场、流体场和压力分布如下所示。

图6. 温度场分布

图7. 流体场分布

图8. 压力分布



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免费第4篇—Comsol变压器热流场耦合.docx
Comsol流-固&热耦合电磁-流体耦合通用电机
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首次发布时间:2024-01-12
最近编辑:4月前
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硕士 | 仿真工程师,... Comsol工程师,研究方向多物理场
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