Comsol变压器温度场数值模拟
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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首次发布时间：2024-01-12
最近编辑：4月前
硕士
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仿真工程师，...
Comsol工程师，研究方向多物理场
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