[发明专利]换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算方法及系统在审
申请号: | 202111236750.5 | 申请日: | 2021-10-23 |
公开(公告)号: | CN114238850A | 公开(公告)日: | 2022-03-25 |
发明(设计)人: | 高锡明;邓军;潘志城;周海滨;谢志成;杨泽明;张晋寅;刘青松;夏谷林;陈欢;张良;楚金伟;邓集瀚;梁晨;肖毅;朱强;朱建锋;余一鸣;刘亚东;严英杰 | 申请(专利权)人: | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心;上海华明电力设备制造有限公司;上海交通大学 |
主分类号: | G06F17/15 | 分类号: | G06F17/15 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 510700 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 流变 有载分接 开关 切换 芯子 耦合 计算方法 系统 | ||
1.一种换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取有载分接开关各个部件的尺寸信息,并获取有载分接开关各个部件对应的磁导率;
基于所获取的尺寸信息和磁导率建立有载分接开关的三维模型;
基于所述三维模型确定有载分接开关磁-热耦合分析的线性方程组,并从线性方程组确定有载分接开关各个部件的磁-热耦合分布。
2.根据权利要求1所述的换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算方法,其特征在于,所述线性方程组通过以下方法计算:
对所述三维模型进行自适应网格剖分,以获取有载分接开关磁-热耦合分析的节点数N和单元数M;
根据所述节点数N和单元数M确定所述线性方程组:;其中,表示磁分析的系数矩阵,包含N*N个元素,中每个元素用表示;H表示温度分布的系数矩阵,包含N*N个元素,H为中每个元素用表示;表示磁分析的已知向量,大小为N,中每个元素用表示;表示温度分布的已知向量,大小为N,中每个元素用表示;表示磁分析的未知向量,大小为N,中每个元素用表示;表示温度分布的未知向量,大小为N,K中每个元素用表示;
、、和通过以下方法计算:
;
;
;
;
其中,表示数组B中行描述的空间区域,表示数组A中行数据建立的形状函数,表示数组A中行数据建立的形状函数,表示有载分接开关的磁边界条件,表示有载分接开关热边界条件。
3.根据权利要求2所述的换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算方法,其特征在于,所述线性方程组中的未知向量通过以下方法计算:
根据所述节点初始向量C0和H0,
将磁分析的系数矩阵D分解成M、B和N三个矩阵,通过以下方法分解:
如果i=j,则=,否则=0;
如果ij,则=,否则=0;
如果ij,则=,否则=0;
其中,i为自然数,且0iN;j为自然数,且0jN;
将温度分布的系数矩阵H分解成S、V和Q三个矩阵,通过以下方法分解:
如果i=j,则=,否则=0;
如果ij,则=,否则=0;
如果ij,则=,否则=0;
其中,i为自然数,且0iN;j为自然数,且0jN;
得到从、、、、和,计算和的公式:
(1-1)
(1-2)
=(1-3)
=--(1-4)
其中,w为自然数,且012000,重复迭代计算上述(1-1)-(1-4)的公式,直到且。
4.根据权利要求3所述的换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过以下公式计算有载分接开关三维模型中任一点的电场信息:
;
其中,表示有载分接开关磁-热耦合分析中的某一点电位,表示空间中j单元的体积,M为三维图形模型中的剖分的单元数,和是根据所述数组A中i行和j行数据建立的形状函数;
根据所述电场信息生成有载分接开关的电场云图。
5.一种换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算系统,其特征在于,所述系统包括参数获取模块、三维建模模块和磁-热耦合分布计算模块:
所述参数获取模块用于获取有载分接开关各个部件的尺寸信息,并获取有载分接开关各个部件对应的磁导率;
所述三维建模模块与参数获取模块连接,用于接收所述尺寸信息和磁导率,基于所述尺寸信息和磁导率建立有载分接开关的三维模型;
所述磁-热耦合分布计算模块与三维建模模块连接,用于接收所述三维模型,基于所述三维模型确定有载分接开关磁-热耦合分析的线性方程组,并从所述线性方程组确定有载分接开关各个部件的磁-热耦合分布。
6.一种应用如权利要求1-4任一所述的一种换流变有载分接开关切换芯子磁-热耦合计算方法,其特征在于,所述方法用于±500kV直流输电工程整流侧或者逆变侧换流变有载分接开关磁热分析确定。
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