校企合作畢業(yè)設(shè)計(jì)

干式變壓器溫度場仿真及影響因素分析

能源與動(dòng)力工程

資助企業(yè): 日立能源(中國)有限公司

資助年份: 2025

企業(yè)導(dǎo)師: 王春平

指導(dǎo)教師: 胡海濤

項(xiàng)目成員: 侯嘉偉 王詩文

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項(xiàng)目簡介

項(xiàng)目概述

變壓器是一類對工作溫度敏感的電子元件,過高的工作溫度會顯著影響變壓器的工作效率及壽命。然而,變壓器的鐵心、線圈繞組等部分均會因電磁損耗而在工作中不斷產(chǎn)生熱量。不同類型的變壓器在結(jié)構(gòu)、材料參數(shù)等方面均存在較大差異,而同種類型的變壓器由于設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)選取不同在溫升性能方面同樣有所區(qū)別。因此,對于變壓器在設(shè)計(jì)階段的溫升的校核仿真顯得尤為重要。目前國內(nèi)外已有不少研究實(shí)現(xiàn)了對于溫度場的有限元分析。本項(xiàng)目側(cè)重于對現(xiàn)有企業(yè)Python腳本工具在干式變壓器應(yīng)用方面的拓展與深化,兩位同學(xué)分別負(fù)責(zé)對干式變壓器溫升進(jìn)行敏感性分析并拓展參數(shù)選擇范圍、通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變壓器溫升仿真結(jié)果,最終項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)在參數(shù)拓展范圍下利用機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變壓器溫升從而指導(dǎo)選型。

項(xiàng)目目標(biāo)

本項(xiàng)目側(cè)重于對現(xiàn)有企業(yè)Python腳本工具在干式變壓器應(yīng)用方面的拓展與深化,兩位同學(xué)分別負(fù)責(zé)對干式變壓器溫升進(jìn)行敏感性分析并拓展參數(shù)選擇范圍、通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變壓器溫升仿真結(jié)果,最終項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)在參數(shù)拓展范圍下利用機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變壓器溫升從而指導(dǎo)選型。對于溫升敏感性分析,王詩文需要完成對干式變壓器氣道個(gè)數(shù)、氣道寬度、內(nèi)外絕緣厚度以及高低壓線圈絕緣部分導(dǎo)熱系數(shù)對于溫升的影響并總結(jié)規(guī)律。對于機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變壓器溫升,侯嘉偉需要根據(jù)企業(yè)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型的建立以及重要影響變量的參數(shù)敏感性分析。


項(xiàng)目成果

對于溫升敏感性分析,王詩文已完成上述因素對于干式變壓器高低壓線圈平均與熱點(diǎn)溫升的影響,并總結(jié)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上額外探究了這些因素對于干式變壓器熱點(diǎn)系數(shù)以及變壓器傳熱系數(shù)的影響,對于熱點(diǎn)系數(shù)總結(jié)了不同影響因素對其影響而對于傳熱系數(shù)則初步總結(jié)了仿真數(shù)據(jù),具體結(jié)論有待實(shí)驗(yàn)與理論探究。對于機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測變壓器溫升,侯嘉偉根據(jù)企業(yè)提供的數(shù)據(jù)建立了多個(gè)不同的模型并進(jìn)行比較,對其中預(yù)測精度最高的模型采用SHAP值分析對模型預(yù)測結(jié)果影響最大的參數(shù),并對該參數(shù)進(jìn)行具體分析。


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