基于Simdroid-EC的油冷变压器自然冷却热仿真

在电力系统中，油冷变压器广泛应用于变电站，其在运行过程中会产生热量，如果变压器温度过高，会对其内部的绝缘材料及零部件性能造成损害。绕组是变压器的核心部件之一，由铜或铝等导电材料制成。高温会使绕组的电阻增大，电阻增大又会进一步产生更多的热量，形成恶性循环。过高的温度可能会引起铁芯的磁导率变化，影响变压器的电磁性能，同时也可能导致铁芯的机械结构发生变形，破坏变压器的正常运行。另外，变压器中的绝缘纸和绝缘油在高温下会加速老化。

自然对流是油冷变压器散热的重要方式之一，通过合理的温度控制，确保自然对流散热的良好效果，可以降低变压器的运行损耗，提高能源利用效率。

伏图-电子散热模块（Simdroid-EC，以下简称EC）是基于云道智造通用多物理场仿真PaaS平台伏图（Simdroid）开发的针对电子元器件、设备等散热的专用热仿真模块，内置电子产品专用零部件模型库，支持用户通过“搭积木”的方式快速建立电子产品的热分析模型，并利用成熟稳定的算法计算流动与传热问题，对电子产品进行高效的热可靠性分析；可广泛应用于通信设备、电力电子、半导体产品与设备、汽车、航空航天等工业领域。

以下是基于Simdroid-EC对油冷变压器进行自然冷却仿真及对应的功能点和步骤说明。

1、CAD模型导入

通过EC导入接口，可以将变压器模型导入；线圈、变压器油箱外壳、油箱外侧的翅片均可以使用EC提供的薄壁机箱模型来构建；铁心部分使用EC的立方体块来拼接搭建。

图1 变压器CAD模型

2、快速构建热仿真模型

1）在根装配体下建立薄壁机箱模型，使用EC提供的对齐、包围盒拖动等功能（或者直接使用拖拽建模，可快速建立机箱模型），将机箱模型与油箱外侧散热片上的集流槽对齐定位；赋予其对应的材料属性和薄壁厚度。