【正文】 （3—18） （3—19）若Sp0，則可能大于，違背了正系數(shù)原則，物理不真實(shí)。四項(xiàng)基本原則：。對(duì)二維問題，取垂直于xy平面方向上的厚度為1，故()即為控制容積的體積。 S——內(nèi)熱源，W； 對(duì)圖（36）中的控制容積P作積分，并假設(shè)在控制容積的界面上熱流密度是均勻的。 3. 沒有必要對(duì)同一量的所有項(xiàng)都采用同一種分布。采用線性分布：令：則上式變?yōu)椋? （3—6）說明：1. 在估計(jì)界面處函數(shù)T和一階導(dǎo)數(shù)時(shí)采用了線性分布，采用其他分布也可。 3. 網(wǎng)格疏密影響計(jì)算精度，要做網(wǎng)格影響分析。③當(dāng)網(wǎng)格線不均勻時(shí)A法：界面線位于兩節(jié)點(diǎn)中間； B法：界面線不在兩節(jié)點(diǎn)中間對(duì)界面線處的一階導(dǎo)數(shù)： （3—1）推薦選用A法網(wǎng)格劃分。 A法 B法對(duì)于非穩(wěn)態(tài)問題，A法無法考慮半個(gè)控制容積熱容量的影響，而B法可考慮整個(gè)控制容積熱容量的影響，故推薦使用B法網(wǎng)格劃分。（2）區(qū)域離散化的方法：（A法——外節(jié)點(diǎn)法；B法——內(nèi)節(jié)點(diǎn)法）A法：①用網(wǎng)格線劃分子區(qū)域； ②節(jié)點(diǎn)位于網(wǎng)格線交點(diǎn)； ③在兩節(jié)點(diǎn)中間位置作界面線，界面線構(gòu)成了控制容積。在解決各類數(shù)學(xué)物理問題、計(jì)算力學(xué)問題中，均采用限差分方法作為解決此類問題的主要數(shù)值方法。它的一般步驟是先將求解問題的定義域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后在劃分后的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上采用適當(dāng)?shù)臄?shù)值微分公式把定解問題中的微商換成差商，從而把原問題離散化為差分格式，進(jìn)而求出數(shù)值解。定解問題一般不具有解析解，或者其解析解難于計(jì)算。若求解問題與時(shí)間有關(guān)而只針對(duì)初值條件的定解問題，稱之為初值問題。若是求解問題與時(shí)間有關(guān)，在初始時(shí)刻所要滿足的定解條件，稱之為初值條件。在滿足一定的定解條件下求微分方程的特解就是微分方程的定解問題。若是單元滿足收斂要求，近似解最終將無限接近于精確解。通過對(duì)這些未知量的求解，就可以使用插值函數(shù)得到各個(gè)單元內(nèi)場(chǎng)函數(shù)的近似值，進(jìn)而得到整個(gè)求解區(qū)域內(nèi)的近似解。未知場(chǎng)的函數(shù)或其導(dǎo)數(shù)在單元內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值及其差值函數(shù)便可以用來表示單元內(nèi)的近似函數(shù)。這些單元可以采用不同的連接方式進(jìn)行合并，而且單元本身的形狀又可以不盡相同，因此在幾何區(qū)域形狀比較復(fù)雜的情況下，可以很方便得對(duì)該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)模型化。另一類數(shù)值分析方法就是有限單元法。有限差分法可以解決一些相當(dāng)復(fù)雜的問題，特別是對(duì)于空間坐標(biāo)系下的流動(dòng)問題，有限差分法具有足夠的優(yōu)勢(shì)，因此在流體力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)它至今仍占支配地位。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展和運(yùn)用比較成熟的數(shù)值分析方法主要有兩大類，一類是有限差分法，直接求解基本方程以及相應(yīng)定解條件的近似解，其根本思想是:首先將求解域進(jìn)行網(wǎng)格化分，然后針對(duì)網(wǎng)格上的各個(gè)結(jié)點(diǎn)使用差分方程來近似微分方程。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)問題上由于方程的某些特征的性質(zhì)是非線性的，或者由于其求解的幾何區(qū)域形狀比較復(fù)雜，這種情況下就只能用數(shù)值法。對(duì)于這些方程的求解方法，一般包括兩大類：一是解析法，二是數(shù)值法。(3)在變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的溫升、短路時(shí)的溫升和大電流引線的局部溫升，均應(yīng)該限制在規(guī)定要求的范圍以內(nèi)。(1)引線的電氣性能：在保證足夠電氣強(qiáng)度的條件下，應(yīng)盡可能地減小器身的尺寸。高壓引線的連接方式有：銅焊（釬焊）、氣焊、壓接和螺栓連接。電纜裸母線排紙包圓線紙包圓線高電壓引線之間及其與低電壓引線之間盡量不交叉，如有交叉須可靠夾持或綁扎，并加大交叉處的絕緣裕度。引線有三種：線圈線端與套管連接的引線、線圈端頭間的連接引線以及線圈分接與開關(guān)相連的分接引線。2 變壓器引線概述 引線的形式在變壓器線圈外部連接線圈各引出端的導(dǎo)線稱為引線。（3） 基于有限差分法，運(yùn)用fortran軟件編寫程序?qū)﹄x散化后的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行溫度的計(jì)算，從而得到變壓器引線的溫度場(chǎng)。1．3 本文的主要工作（1） 本課題的主要研究對(duì)象是高壓變壓器的引線部分，主要對(duì)引線的溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算研究，因此首先對(duì)變壓器引線的種類以及其結(jié)構(gòu)做出選擇。分析了接地內(nèi)屏蔽筒的高度、外徑、翻邊即環(huán)的曲率半徑等對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度分布的影響，并對(duì)接地屏蔽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)[21]。 (14) 2008年，河南平高電氣公司的鐘建英等對(duì)特高壓復(fù)合套管進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和分析，結(jié)果表明套管內(nèi)絕緣能承受峰值2400kV雷電沖擊電壓，外絕緣滿足2000m的海拔，套管和絕緣件內(nèi)外表面場(chǎng)強(qiáng)小十其沿面臨界放電場(chǎng)強(qiáng)，絕緣件內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度滿足長(zhǎng)期運(yùn)行的要求，其余部位也有相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)裕度[20]。(12) 2004年，西安交大的江汛等應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)選用環(huán)氧樹脂和高溫硫化硅橡膠制造的復(fù)合套管進(jìn)行了2D電場(chǎng)分析，得出選用1: 4場(chǎng)域的長(zhǎng)徑比例較為合適，計(jì)算表明，套管與法蘭連接處涂刷半導(dǎo)體漆可使最高場(chǎng)強(qiáng)降低[18]。分析了接地內(nèi)屏蔽的位置和尺寸與電場(chǎng)分布的影響，并對(duì)接地內(nèi)屏蔽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，為126kV SF6套管接地內(nèi)屏蔽的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)[16]。(9) 劉建軍等2008年在變壓器雜志上發(fā)表文章，他們利用邊界元電磁場(chǎng)計(jì)算軟件，分析了超高壓電力變壓器套管引線電場(chǎng)，并得到了相應(yīng)部位的電場(chǎng)強(qiáng)度分布，為邊界元方法在超高壓電力變壓器絕緣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供了分析結(jié)論[15]。 (7) 2002年，Elzbieta Lesniewska對(duì)電力變壓器引線絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了二維電場(chǎng)的分析和討論，提出了一種較好的裝置結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)通過反復(fù)計(jì)算和修改，得出保證裝置的電場(chǎng)強(qiáng)度不超過絕緣系統(tǒng)中任何部分的場(chǎng)強(qiáng)[13]。 (5) 1999年，Tadasu Takurma, Tadashi Kawamoto等應(yīng)用電場(chǎng)分析法對(duì)引線部分的油隙進(jìn)行分析，提出絕緣厚度及油中距離對(duì)引線間耐壓值的影響[11]。 (4)王澤忠1990年在華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)上發(fā)表了文章，他利用蒙特卡羅法計(jì)算了變壓器均壓球及附近的電位，采用導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度的插值公式計(jì)算了均壓球表面的電場(chǎng)強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算結(jié)果和電氣絕緣理論，提出了超高壓電力變壓器引線成型絕緣件的設(shè)計(jì)原則，進(jìn)而對(duì)超高壓電力變壓器引線成型絕緣件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并提出改進(jìn)意見。在計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的梯度矢量中采用了微商法，而且導(dǎo)出了相應(yīng)公式，以克服用差商計(jì)算帶來的誤差，從而提高了設(shè)計(jì)變量數(shù)及模擬電荷數(shù)[8]。文中還有對(duì)二維場(chǎng)域的自動(dòng)剖分，多層絕緣結(jié)構(gòu)的等值計(jì)算模型以及提高計(jì)算程序的效率等方面的問題提出了相應(yīng)的處理方法[7]。下面結(jié)合國(guó)內(nèi)外期刊，介紹超高壓電力變壓器高壓引線分析的主要研究現(xiàn)狀。我國(guó)的電力變壓器從制造水平上來講還處于國(guó)際20世紀(jì)90年代初的水平，少量的仍然處于國(guó)際20世紀(jì)90年代末的水平，相比于其它國(guó)外先進(jìn)國(guó)家，還存在一定的差距。由此可見，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，電力變壓器技術(shù)在西方主要發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)達(dá)到了很高的水平[6]。大約十幾年前，前蘇聯(lián)和口本的變壓器制造廠商也相繼成功研制了1000kV特高壓變壓器。例如德國(guó)的西門子公司，60年代、70年代、80年代分別研制出了500kV變壓器、750kV變壓器以及1200kV的特高壓變壓器。因此，計(jì)算與分析變壓器引線及其絕緣層的溫度場(chǎng)分布對(duì)變壓器