随着电网等级的不断提升,变压器的容量也在不断增大,变压器内部的漏磁问题得到广泛关注。内部的漏磁会在变压器的各结构感应出涡流,并由此引发一系列问题。一方面,漏磁环境下各结构的涡流损耗不断升高,造成内部的温度上升。另一方面,漏磁与涡流会使得各结构受到电磁力的影响,并由此产生电磁振动等问题。由于变压器的容量不断增大,变压器的结构件受力振动的问题也逐渐突出,为避免引发危害,需要对大容量变压器的结构件电磁力及其振动进行研究。本文使用ANSYS有限元软件建立一台334MVA的大容量变压器模型,基于多物理场耦合完成变压器的结构件仿真研究。首先,通过电磁仿真研究,计算了变压器的油箱箱体的磁场及涡流分布情况,以虚位移原理为计算基础对箱体的电磁力结果进行分析讨论。以变压器的箱体电磁力为基础,通过谐响应分析求解得到箱体电磁振动情况,总结了箱体的振动形变、速度等相关特性,并以振动分析中箱体的电磁振动速度为激励,进行变压器的箱体电磁振动噪声研究。箱体振动的噪声经过介质传播到周围空气中,对环境造成污染。通过有限元声场仿真,得到箱体自身振动所引起的噪声辐射到空气后的声压级分布,并将仿真结果与变压器的噪声标准相比较,发现箱体振动的噪声符合相关标准要求。文章还以大容量变压器的夹件为对象,对电磁、振动、噪声耦合进行研究。由于夹件的L型与U型磁屏蔽结构对其电磁特性及后续分析有所影响,本文分别对两种结构下的电磁特性进行仿真,并计算了两种磁屏蔽结构下夹件的电磁力情况。随后,将L型与U型磁屏蔽下的夹件电磁力加载到电磁振动仿真中,得到夹件的电磁振动情况。在电磁振动分析中,不同固定位置对夹件的振动形变有较大的影响。文章对夹件的固定位置进行对比,得到了两种磁屏蔽结构下的夹件最佳固定位置,实现了电磁振动优化,并以优化后的振动结果为基础,仿真得到变压器夹件的电磁噪声问题。对比发现,虽然U型磁屏蔽结构对变压器夹件的涡流损耗及温升的抑制效果较好,但是其夹件的电磁振动情况要比L型结构更剧烈,因此必须结合实际运行需要选择合适的大容量变压器夹件磁屏蔽结构形式。最后,对大容量变压器的夹件磁屏蔽结构进行分析。通过有限元分析的Maxwell模块计算L型与U型磁屏蔽的电磁特性,在此基础上仿真研究两种磁屏蔽结构的振动情况,实现磁屏蔽结构的多物理场耦合分析。文章还对L型与U型磁屏蔽的固定位置进行研究,并对比了 U型结构的下屏蔽板添加固定约束与不固定时的振动形变,讨论分析出两种磁屏蔽结构的合理固定方案,降低了相应结构件的振动形变,实现了磁屏蔽的电磁振动优化。