[发明专利]一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法

说明书

本发明公开了一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法，根据短路电流流过绕组所致使的油流发生运动的过程对应的建立了短路电流模型、瞬态漏磁场计算模型、绕组瞬态力学模型和流场模型，通过对上述四个模型进行耦合关联，将短路电流流过绕组引起的瞬态漏磁变化，由瞬态漏磁变化所产生的瞬态电磁力，进而由瞬态电磁力引起的绕组形变振动，最后由绕组的形变振动引起的油流流场变化的过程通过模型转化为具体的数值变换过程，获得变压器油箱内部由于绕组流过故障电流所引起的油流运动情况，解决了目前尚没有一种能够准确的反映在变压器发生故障情况下变压器油箱内部油流运动情况的方法的技术问题。

技术领域

本发明涉及变压器油箱内部油流运动技术领域，尤其涉及一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法。

背景技术

在电力系统中，变压器是工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，主要进行电压等级的变换，以便于长距离的输电。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同，反应这种气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护。当变压器内部发生故障致使气流与油流产生运动的时候，通过设定瓦斯保护的整定值，可以使得变压器瓦斯继电器进行保护动作，进而进行电源切除。

然而长期以来，人们对瓦斯保护动作机理的研究略显不足，当前的瓦斯保护的整定值大多根据上世纪五十年代前苏联提供的试验结果和运行经验选取，其正确性、合理性无从判断。在变压器的运行中也曾多次发生主变外部短路导致主变重瓦斯保护跳闸事件，严重影响系统供电可靠性。

在尚不明了非电量保护在变压器油箱内、外部故障时故障特征的发展变化过程的情况下，为降低重瓦斯保护因变压器外部故障误动几率，一味调高动作整定值具有一定的盲目性。过高的整定值将极大地牺牲保护动作的灵敏性，增大保护装置在变压器发生内部故障时拒动的几率，使其丧失保护功能；过低的整定值又起不到降低误动几率的作用。

然而，目前尚没有一种能够准确的反映在变压器发生故障情况下变压器油箱内部油流运动情况的方法。因此，为了确定合适的变压器中的瓦斯保护的整定值，使得瓦斯保护可以准确的判定变压器内部发生的故障，有必要设计一种用于计算变压器油箱内部油流的运动情况方法。

发明内容

本发明提供了一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法，解决了目前尚没有一种能够准确的反映在变压器发生故障情况下变压器油箱内部油流运动情况的方法的技术问题。

本发明提供的一种变压器油箱内部油流运动情况计算方法，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；

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；

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，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。

优选地，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。

优选地，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。