[发明专利]一种室内变电站的温度计算方法，系统及装置

说明书

本发明公开了一种室内变电站的温度计算方法，包括：建立变压器热电等值电路，且变压器热电等值电路中以电弧放电功率，铜耗功率以及铁耗功率作为热源功率；基于变压器热电等值电路，采用有限元法FEM以及计算流体力学法，建立内部电弧故障下的变电站温度场模型；通过固体与流体交界面的换热约束确定出的边界条件，确定出变电站温度场模型以得到室内变电站的温度场。应用本申请的方案，有利于提高室内变电站的温度计算的精度，进而便于更准确地进行室内变电站的温度监控以及风险评估。本申请还提供了一种室内变电站的温度计算系统以及设备，具有相应技术效果。

技术领域

本发明涉及变电站温度分析技术领域，特别是涉及一种室内变电站的温度计算方法，系统及装置。

背景技术

室内变电站适用于人口密集、用地紧张的城市环境中，但由于室内变电站的散热不如室外变电站，因此温度是室内变电站需要衡量的重要因素之一。例如，变电站中的变压器温度过高，将加速绝缘层的老化以及绝缘击穿，降低变压器的使用寿命甚至导致电力事故，造成巨大的经济损失。因此，室内变电站的温度计算对于室内变电站的安全运行，供电可靠性及使用寿命等均有着十分重要的意义。

在进行室内变电站的温度计算时，通常是基于变电站热模型来进行，例如传统的方案中，可以基于热量传递机制，运用数值分析方法建立数学计算模型，通常用于变电站中的热点温度的预测。又如，传统的热电等值电路模型常用于油浸式变压器及变电站的热分析。由于FEM(Finite Element Method，有限元)分析能够精准地获取空间中各点温度的动态变化过程及稳态值，并具有良好的边界适应性，近年来，被越来越多地应用到变压器热模型的构建中。但是由于变压器运行状态复杂，特别是容易出现内部电弧故障的情况，改变了变压器的温度场，使得传统方案中的室内变电站的温度计算存在一定程度的误差。

综上所述，如何有效地提高室内变电站的温度计算的精度，以便于更准确地进行室内变电站的温度监控以及风险评估，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种室内变电站的温度计算方法，系统及装置，以有效地提高室内变电站的温度计算的精度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种室内变电站的温度计算方法，包括：

建立变压器热电等值电路，且所述变压器热电等值电路中以电弧放电功率，铜耗功率以及铁耗功率作为热源功率；

基于所述变压器热电等值电路，采用有限元法FEM以及计算流体力学法，建立内部电弧故障下的变电站温度场模型；

通过固体与流体交界面的换热约束确定出的边界条件，确定出所述变电站温度场模型以得到所述室内变电站的温度场。

优选的，所述基于所述变压器热电等值电路，采用有限元法FEM以及计算流体力学法，建立内部电弧故障下的变电站温度场模型，包括：

基于所述变压器热电等值电路，采用有限元法FEM将室内变电站空间以及变压器的内部空间分割为多个微元；

建立每一个所述微元的能量守恒方程，以及每一个流体微元的动量守恒方程和质量守恒方程，以建立出内部电弧故障下的变电站温度场模型；

其中，流体微元的能量守恒方程表示为：

固体微元的能量守恒方程表示为：