電力變壓器的耦合計(jì)算及仿真

本書采用場(chǎng)—路—結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算方法研究超高壓大容量變壓器繞組短路強(qiáng)度在此基礎(chǔ)上開發(fā)大型變壓器繞組短路強(qiáng)度計(jì)算與分析優(yōu)化系統(tǒng)軟件為電力變壓器制造業(yè)提供有效、實(shí)用的計(jì)算分析工具指導(dǎo)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)本書內(nèi)容包括:進(jìn)行電力變壓器電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化數(shù)值計(jì)算將有限元算法用于解決該類問題采用電磁場(chǎng)與電路耦合然后再耦合到結(jié)構(gòu)中找到各種瞬態(tài)場(chǎng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系 同時(shí)開發(fā)大型變壓器繞組短路強(qiáng)度場(chǎng)—路—結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)優(yōu)化軟件將計(jì)算方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析推廣應(yīng)用于變壓器制造行業(yè)本書內(nèi)容新穎實(shí)用性強(qiáng)適用于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化工作的相關(guān)人員特別對(duì)電力變壓器的研究人員及變壓器試驗(yàn)站的工程人員有一定的指導(dǎo)作用

第1章緒論1

1.1電磁場(chǎng)計(jì)算方法及空載合閘電磁力研究現(xiàn)狀3

1.1.1電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法的研究3

1.1.2空載合閘勵(lì)磁涌流及其電磁力的研究現(xiàn)狀4

1.2電力變壓器繞組短路強(qiáng)度和穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀5

1.2.1變壓器軸向短路強(qiáng)度的研究6

1.2.2變壓器輻向短路強(qiáng)度的研究7

1.3電力變壓器繞組多次短路沖擊及累積形變研究現(xiàn)狀9

1.4課題研究的目的11

1.5課題的主要研究?jī)?nèi)容及難點(diǎn)12

第2章變壓器瞬態(tài)電磁場(chǎng)的場(chǎng)路耦合有限元仿真計(jì)算13

2.1變壓器的場(chǎng)路耦合模型13

2.2變壓器三維瞬態(tài)電磁場(chǎng)的場(chǎng)路耦合有限元方法計(jì)算16

2.2.1變壓器繞組的連接16

2.2.2 瞬態(tài)電磁場(chǎng)的場(chǎng)路耦合有限元方法計(jì)算16

2.3本章小結(jié)23

第3章變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流分析及繞組電磁力計(jì)算24

3.1空載合閘勵(lì)磁涌流研究24

3.1.1空載合閘勵(lì)磁涌流的分析24

3.1.2空載合閘勵(lì)磁涌流的特性29

3.2空載合閘勵(lì)磁涌流和短路電流仿真30

3.2.1空載合閘和短路仿真模型30

3.2.2仿真與結(jié)果分析32

3.2.3勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的電磁力38

3.3本章小結(jié)42

第4章繞組軸向短路力計(jì)算及短路強(qiáng)度分析43

4.1短路電流的計(jì)算43

4.2軸向短路力及繞組短路強(qiáng)度計(jì)算44

4.2.1軸向力計(jì)算44

4.2.2軸向失穩(wěn)理論分析45

4.2.3軸向失穩(wěn)臨界載荷的計(jì)算46

4.3軸向穩(wěn)定性驗(yàn)證與校準(zhǔn)47

4.3.1軸向振動(dòng)位移計(jì)算48

4.3.2軸向穩(wěn)定性軟件分析53

4.3.3軸向穩(wěn)定性校準(zhǔn)53

4.4本章小結(jié)55

第5章繞組軸向振動(dòng)模態(tài)分析56

5.1軸向振動(dòng)研究及預(yù)緊力對(duì)固有頻率的影響56

5.1.1繞組軸向振動(dòng)數(shù)學(xué)模型56

5.1.2軸向動(dòng)態(tài)短路力頻率計(jì)算58

5.1.3繞組預(yù)緊力分析59

5.1.4軸向預(yù)緊力對(duì)固有頻率的影響60

5.2軸向固有頻率實(shí)驗(yàn)測(cè)定與模態(tài)分析62

5.2.1軸向固有頻率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定62

5.2.2軸向固有頻率的模態(tài)分析64

5.3繞組固有頻率及振幅計(jì)算65

5.4本章小結(jié)72

第6章繞組輻向振動(dòng)穩(wěn)定性仿真研究73

6.1輻向短路力及繞組短路強(qiáng)度計(jì)算74

6.1.1輻向力計(jì)算75

6.1.2輻向臨界載荷的研究75

6.2輻向穩(wěn)定性分析模型選擇77

6.3繞組短路的輻向穩(wěn)定性研究80

6.3.1變壓器輻向穩(wěn)定性計(jì)算81

6.3.2短路模型方案設(shè)計(jì)82

6.3.3有限元仿真83

6.3.4短路模型試驗(yàn)85

6.4本章小結(jié)87

第7章多次短路沖擊累積效應(yīng)的研究88

7.1層合加筋圓柱殼模型88

7.1.1應(yīng)變及曲率變化與位移的關(guān)系90

7.1.2圓柱殼的勢(shì)能和動(dòng)能92

7.1.3縱筋的勢(shì)能和動(dòng)能94

7.1.4圓柱殼的運(yùn)動(dòng)方程及其累積形變計(jì)算95

7.2算例及結(jié)果分析98

7.3有限元后處理102

7.4本章小結(jié)122

附錄場(chǎng)—路—結(jié)構(gòu)耦合軟件123

參考文獻(xiàn)135" 2100433B

書名：電力變壓器的耦合計(jì)算及仿真

書號(hào)：978-7-118-10335-9

作者：李洪奎

出版時(shí)間：2015年8月

譯者：

版次：1版1次

開本：32

裝幀：平裝

出版基金：

頁數(shù)：140

字?jǐn)?shù)：140

中圖分類：TM41

叢書名：

定價(jià)：35.00

《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及CAD》本書為普通高等教育十一五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，在著重介紹計(jì)算機(jī)仿真基本理論、方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，以多領(lǐng)域的仿真需求為牽引，深入淺出地論述了計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本概念，計(jì)算機(jī)仿真涉及的主要技術(shù)，仿真建模方法，連續(xù)系統(tǒng)和離散事件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，仿真與建模的校核、驗(yàn)證和驗(yàn)收，以及先進(jìn)仿真技術(shù)；同時(shí)講述了連續(xù)系統(tǒng)、離散事件系統(tǒng)、協(xié)同仿真、模型庫(kù)和運(yùn)輸調(diào)度仿真系統(tǒng)的開發(fā)工具以及應(yīng)用實(shí)例。本書可作為大專院校本、?？茖W(xué)生的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)教材或?qū)W習(xí)參考書，其豐富的開發(fā)實(shí)例也可作為研究生和工程技術(shù)人員開發(fā)計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用系統(tǒng)的參考資料。

流固耦合傳熱計(jì)算 的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)流體與固體邊界上的熱量傳遞。由能量守恒可知 ，在流固耦合的交界面 ，固體傳出的熱量應(yīng)等于流體吸收的熱量，因此 ，流固邊界面上的熱量傳遞過程可表示為

在求解流固耦合的瞬態(tài)溫度場(chǎng)時(shí)，流體區(qū)域可按準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)處理，即不考慮流場(chǎng)的動(dòng)量和湍方程，則其控制方程式

固體區(qū)域控制方程以其基本導(dǎo)熱方程表示為

流固交界面上不考慮發(fā)生的輻射、燒蝕相變等過程，則流固交界面上滿足能量連續(xù)性條件，即溫度和熱流密度相等。具體控制方程式為

上述構(gòu)成了流固耦合瞬態(tài)溫度場(chǎng)控制方程，可以使用分區(qū)瞬態(tài)緊耦合算法進(jìn)行求解。即在每個(gè)[t，t Δt]時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，完成如下計(jì)算步驟：

1) 假定耦合邊界上的溫度分布，作為流體區(qū)域的邊界條件。

2) 對(duì)其中流體區(qū)域進(jìn)行穩(wěn)態(tài)求解，得出耦合邊界上的局部熱流密度和溫度梯度，作為固體區(qū)域的邊界條件。

3) 求解固體區(qū)域，得出耦合邊界上新的溫度分布，作為流體區(qū)域的邊界條件。

4) 重復(fù) 2) 、3) 兩步計(jì)算，直到收斂。

那么，為什么會(huì)產(chǎn)生人際上、學(xué)習(xí)上的耦合效應(yīng)呢？經(jīng)研究，一般認(rèn)為有如下幾個(gè)原因：

一是耦合的聯(lián)動(dòng)作用。在一個(gè)群體中，個(gè)體之間是有耦合的，耦合的越緊密，聯(lián)動(dòng)的作用就越大。學(xué)習(xí)的本質(zhì)也是一種互動(dòng)，這種互動(dòng)包括人際互動(dòng)、社會(huì)互動(dòng)，也包括自我互動(dòng)即內(nèi)部的我與自己對(duì)話。這種互動(dòng)，很重要的是班級(jí)耦合的結(jié)果，沒有這種班級(jí)耦合，互動(dòng)就會(huì)發(fā)生困難，學(xué)習(xí)也不可能進(jìn)步?？梢姡詈闲?yīng)的產(chǎn)生與耦合的聯(lián)動(dòng)作用分不開的。

二是耦合的情感作用。一般來說，人際間只要有耦合就會(huì)作出情感上的反應(yīng)。心理學(xué)家李雷從幾千份人際關(guān)系的研究報(bào)告中，歸納出了人際耦合的八種情感反應(yīng)：即由一方發(fā)出的管理、指揮、指導(dǎo)、勸告、教育等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的尊敬、服從；由一方發(fā)出的同意、合作、友好等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的協(xié)助、溫和；由一方發(fā)出的幫助、支持、同情等態(tài)度與行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的信任、接受；由一方發(fā)出的尊敬、信任、贊揚(yáng)、求援等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的勸導(dǎo)、幫助；由一方發(fā)出的害羞、禮貌、服從等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的驕傲、控制；由一方發(fā)出的反抗、懷疑等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的懲罰、拒絕；由一方發(fā)出的攻擊、懲罰等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的敵對(duì)、反抗；由一方發(fā)出的激烈、拒絕、夸大等態(tài)度和行為，會(huì)導(dǎo)致另一方的不信任、自卑。在人際互動(dòng)中可能按此八種模式進(jìn)行反應(yīng)，也可能按此外的其他模式進(jìn)行反應(yīng)，但有一點(diǎn)從中可見，人際耦合的反應(yīng)是情感因素左右的。賦之于積極的得到的將是積極的反應(yīng)。這是不是過去我們講的“近朱者赤，近墨者黑”呢？可見，耦合效應(yīng)是情感因素作用的結(jié)果。 解讀詞條背后的知識(shí) 星思考 通過故事和案例，對(duì)各種理論、定律、效應(yīng)、法則和現(xiàn)象進(jìn)行深度解讀，力求淺顯易懂，引領(lǐng)思考。

容易忽略的“耦合效應(yīng)”現(xiàn)象

在生活當(dāng)中，我們一定不能忽略耦合效應(yīng)。 我們不但要努力制造良好的耦合效應(yīng)，也要學(xué)會(huì)識(shí)別負(fù)面的耦合效應(yīng)。