[发明专利]一种用于光伏升压变压器磁场分析

说明书

一种用于光伏升压变压器磁场分析，它涉及变压器磁场分析技术领域。通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；建立合适大小的空气区域；设置输电电缆的材料属性；对光伏升压变压器磁场二维分析模型进行划分网格；对光伏升压变压器磁场二维分析模型施加电流密度；定义分析所需的磁力线平行边界条件；通过Ansys软件静磁场求解器进行仿真分析，得出光伏升压变压器整体磁场分布；定义光伏升压变压分析轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。本发明有益效果为：将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏升压变压器磁场进行仿真计算，可快速准确的得出磁场的大小磁场分布，为光伏升压变压器设计起指导意义。

技术领域

本发明涉及变压器磁场分析技术领域，具体涉及一种用于光伏升压变压器磁场分析。

背景技术

大型光伏电站考虑到容量和电压损耗的原因，并网电压一般都比较高，如110KV、220KV，如此高的送出电压，就需要实行二次升压方案才能实现。那么，根据我国电压等级划分，就地升压可以选择10KV或者35KV，然后再二次升压至送出电压。这就需要光伏升压变压器，变压器是一种常见的电气设备，可用来把某一数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压。升压变压器就是用来把低数值的交变电压变换为同频率的另一较高数值交变电压的变压器，在光伏升压变压器设计中，线圈磁场分析是一关键参数。

现阶光伏升压变压器磁场分析，一般通过理论编程进行分析计算，不易直观实现，不易于工程中设计操作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于光伏升压变压器磁场分析，通过本发明将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏升压变压器磁场进行仿真计算，可快速准确的得出磁场的大小磁场分布，可以为光伏升压变压器设计起指导意义。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包括如下步骤：

步骤一、通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；

步骤二、建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；

步骤三、设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；

步骤四、对光伏升压变压器磁场二维分析模型进行划分网格，保证网格划分规整和细化；

步骤五、对光伏升压变压器磁场二维分析模型施加电流密度；

步骤六、定义分析所需的磁力线平行边界条件；

步骤七、通过Ansys软件静磁场求解器进行仿真分析，得出光伏升压变压器整体磁场分布；

步骤八、定义光伏升压变压分析轴向路径，得出在轴向路径上的磁场分布。

所述Ansys静磁场求解器可以计算由直流电流恒定激励源所激励的恒定磁场，可对非线性材料进行分析，静磁场求解器中矢量磁位A满足的方程如下：

。

所述方程式中，Az(x,y)为矢量磁位Z轴分量，Jz(x,y)为电流流动截面的电流密度，ur为求解域中材料相对磁导率，u0为真空磁导率。可解释为，通过给定的激励源Jz(x,y)静磁场求解器可以计算出求解域内各个点的矢量磁位。J和A都是矢量，Z轴方向的激励只产生Z轴方向的矢量磁位分量。

所述方程由麦克斯韦方程推导得出，具体过程如下：

在静态磁场中，磁场强度满足安培环路定律：

根据麦克斯韦方程

又有