[发明专利]基于Kriging模型的套管电容芯子电场优化方法

权利要求书

1.一种基于Kriging模型的套管电容芯子电场优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用CAD参数化建模功能,建立电容式变压器套管模型；

(2)选择电容芯子间距和厚度为标注约束参数，确定研究范围，得到电容芯子的结构参数；

(3)利用CAD参数化建模功能依次改变电容芯子的结构参数，并将模型导入仿真软件COMSOL中，最终计算出各个参数下变压器油和电容芯子的最大场强值；

(4)利用步骤(3)得到的结果初步分析变压器油和电容芯子的最大场强值与电容芯子的间距和厚度之间的关系；

(5)构建Kriging模型对电容芯子的结构参数进行优化处理；

(6)得到最优化的电容芯子结构参数，并将优化参数导入COMSOL进行验证。

2.根据权利要求1所述的基于Kriging模型的套管电容芯子电场优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中CAD参数化建模功能具体包括：将模型中各个部分设置为相互约束关系，包括相切、相等、垂直、同心约束关系，并选择电容芯子之间的距离和厚度为标注约束参数，通过改变标注约束参数值进而实现对整个模型的调整。

3.根据权利要求1所述的基于Kriging模型的套管电容芯子电场优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中电容芯子的间距在1.0～2.35mm范围内等间隔选取10个数值进行研究，电容芯子厚度在0.2～0.35mm范围内等间隔选取10个数值进行研究。

4.根据权利要求1所述的基于Kriging模型的套管电容芯子电场优化方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：

(31)将改变标注约束参数值后得到的变压器套管模型导入COMSOL软件中；

(32)对模型进行条件加载，包括：各部分材料属性的添加、边界条件的设定及接地和电势的接入；

(33)运行软件计算出电容芯子内部的电场分布，最终得到电容芯子和油间隙中最大场强的数值及出现的位置。

5.根据权利要求1所述的基于Kriging模型的套管电容芯子电场优化方法，其特征在于，所述步骤(5)中构建Kriging模型的具体步骤为：

(51)设n×p试验样本点x＝{x₁，x₂…x_n},p为设计变量参数，有相应的输出函数为:

Y＝{y₁(x),y₂(x)…y_n(x)}；

(52)据输出函数，未知参数β，σ²可估计为：

β’＝(F^TR^-1F)^-1F^TR^-1Y

(σ2),=1n(Y-Fβ,)TR-1(Y-Fβ,)]]>

式中：F为每个试验点f(x)估值向量；R为试验点相关的函数矩阵；

(53)由于β，σ²均与相关参数θ相关，因此需要先求得θ值，用最大似然估计法对表达式求最小值：

minθ>0{12[nln(σ2)+ln|R|]};]]>

(54)获取θ后，通过响应最佳线性预测可得β，σ²值。