[发明专利]基于场路耦合的电抗器电抗参数计算方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种基于场路耦合的电抗器电抗参数计算方法、装置及设备，其中方法包括：基于采集的变压器参数，分别构建变压器内置电抗器的三维有限元模型和外电路模型；其中，变压器参数包括变压器结构参数和变压器内置电抗器参数；根据三维有限元模型和外电路模型建立变压器内置电抗器的三维场路耦合模型；对三维场路耦合模型的三维求解域进行有限元网格剖分，得到多个有限元区域；通过仿真计算得到各有限元区域的磁场信息，根据磁场信息计算变压器内置电抗器的电抗值。上述方法既考虑了变压器环境对电抗器的影响，同时还通过场路耦合方式研究不同的电流和铁心饱和情况对变压器内置电抗器电抗值的影响，使计算得到内置电抗器电抗值结果更准确。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种基于场路耦合的电抗器电抗参数计算方法、装置及设备。

背景技术

为了实现电网安全运行，通常通过在变压器的低压线圈末端引线串联电抗器来增加线圈的电抗、提升变压器的抗短路能力，进而降低电网电压的变化率和短路电流值。对于这种内置电抗器的高阻抗变压器，目前主要采用电路仿真法计算电抗器的电抗参数，然而电路仿真法受电抗器的磁路饱和、集肤效应及端部效应等影响，所得到的电抗参数计算结果往往准确率较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于场路耦合的电抗器电抗参数计算方法、装置及设备，能够克服电路仿真法难以模拟磁路饱和及端部效应的缺陷，有效提高电抗器电抗参数计算结果的准确性。

第一方面，本发明提供一种基于场路耦合的电抗器电抗参数计算方法，包括：

基于采集的变压器参数，分别构建变压器内置电抗器的三维有限元模型和外电路模型；其中，所述变压器参数包括变压器结构参数和变压器内置电抗器参数；

根据所述三维有限元模型和所述外电路模型建立所述变压器内置电抗器的三维场路耦合模型；

对所述三维场路耦合模型的三维求解域进行有限元网格剖分，得到多个有限元区域；

通过仿真计算得到各所述有限元区域的磁场信息，根据所述磁场信息计算所述变压器内置电抗器的电抗值。

可选的，所述构建所述变压器内置电抗器的三维有限元模型，具体为：

根据所述变压器参数分别设置变压器和变压器内置电抗器的三维模型；

通过对所述变压器和所述变压器内置电抗器的三维模型进行有限元划分，得到所述变压器内置电抗器的三维有限元模型；

分别设置所述变压器以及所述变压器内置电抗器的磁导率参数。

可选的，所述通过仿真计算得到各所述有限元区域的磁场信息，具体为：

根据所述变压器及所述变压器内置电抗器的电磁参数分别计算各所述有限元区域的磁场强度；其中，所述电磁参数包括电导率、介电常数和磁导率参数；

根据各所述有限元区域的磁场强度计算对应的磁场储能。

可选的，所述根据所述磁场信息计算所述变压器内置电抗器的电抗值，具体为：

根据所述磁场储能和所述变压器内置电抗器的电流参数计算所述变压器内置电抗器的电抗值；其中，所述电流参数是指所述变压器内置电抗器正常运行工况下的电流。

可选的，所述根据所述三维有限元模型和所述外电路模型建立所述变压器内置电抗器的三维场路耦合模型，具体为：

通过将所述外电路模型中的电感元件与所述三维有限元模型中变压器内置电抗器的线圈进行关联，构建所述变压器内置电抗器的三维场路耦合模型。