[发明专利]一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法有效
申请号: | 201810233042.8 | 申请日: | 2018-03-21 |
公开(公告)号: | CN108460226B | 公开(公告)日: | 2021-01-26 |
发明(设计)人: | 周丹;李德波;林春耀;杨贤;杨楚明;孙文星;马志钦;江丹宇 | 申请(专利权)人: | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23;G06F30/28;G06T17/00;H01F27/14;G06F113/08;G06F119/14 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 张春水;唐京桥 |
地址: | 510080 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 变压器 油箱 内部 运动 情况 计算方法 | ||
1.一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,包括:
根据变压器的结构参数,分别建立所述变压器的短路电流模型、瞬态漏磁场计算模型、绕组瞬态力学模型和流场模型;
根据所述短路电流模型求取在故障发生时刻流经所述变压器的绕组的短路电流;
将所述绕组划分为多个微元体,通过所述短路电流和所述瞬态漏磁场计算模型求取所述多个微元体所处的漏磁场的磁感应强度;
根据所述短路电流和磁感应强度求取所述绕组所受的电磁力,求取所述多个微元体所受的重力,并通过所述绕组瞬态力学模型求取所述绕组在所述电磁力和所述重力的影响下的位移量和形变量;
以所述位移量和所述形变量作为所述流场模型的流场初始变量,通过湍流模型计算所述油箱内部的瞬态流场分布。
2.根据权利要求1所述的变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,所述根据所述短路电流模型求取在故障发生时刻流经所述变压器的绕组的短路电流包括:
根据所述变压器发生的故障类型构建所述变压器的电路拓扑,并根据所述电路拓扑和所述短路电流模型求取在故障发生时刻流经所述变压器的绕组的短路电流。
3.根据权利要求1所述的变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,所述通过所述短路电流和所述瞬态漏磁场计算模型求取所述变压器的油箱内部的漏磁场的磁感应强度之前包括:
以所述油箱的内壁为磁绝缘边界,设定所述瞬态漏磁场计算模型的边界条件。
4.根据权利要求3所述的变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,所述将所述绕组划分为多个微元体,通过所述短路电流和所述瞬态漏磁场计算模型求取所述多个微元体所处的漏磁场的磁感应强度包括:
对所述绕组进行网格剖分,将所述绕组划分为多个微元体,并采用有限元分析法通过所述短路电流和所述瞬态漏磁场计算模型求取所述多个微元体所处的漏磁场的磁感应强度。
5.根据权利要求4所述的变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,所述根据所述短路电流和磁感应强度求取所述绕组所受的电磁力具体为:
根据所述短路电流和磁感应强度通过瞬态力学方程求取所述多个微元体所受的电磁力,所述瞬态力学方程为:
F=B×Je
其中,F为电磁力,B为磁感应强度,Je=id/S为电流密度矢量,id为短路电流,S为绕组导线截面积。
6.根据权利要求5所述的变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,所述形变量包括应力张量和应变张量。
7.根据权利要求6所述的变压器油箱内部油流运动情况计算方法,其特征在于,通过所述绕组瞬态力学模型求取所述绕组在所述电磁力和所述重力的影响下的位移量和形变量具体包括:
根据所述绕组瞬态力学模型的公式组求取所述多个微元体在所述电磁力和所述重力的影响下的位移量和形变量,所述公式组包括:
Fv=F+G
σ-σ0=C:(ε-ε0-εp-εth)
其中,Fv为微元体总载荷,G为微元体的重力载荷;ρ为油箱箱壁密度,u表示微元体的位移,σ表示应力张量;σ0和ε0分别表示初始应力和初始应变,C表示4阶弹性张量,εp表示材料塑形形变张量,εth表示热应变张量;λ为塑性乘数;Q表示塑性势;u、v、w分别表示微元体在三维直角坐标x、y、z方向的位移。
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