[发明专利]一种变压器绕组状态可视化评估方法

说明书

本发明涉及一种变压器绕组状态可视化评估方法，该方法包括以下步骤：步骤1、构建变压器绕组三维模型；步骤2、网格剖分变压器绕组三维模型，并进行有限元仿真实验，获取变压器绕组三维模型的电磁场和温度场；步骤3、将获取的温度场及电磁场进行后处理，得到变压器绕组三维模型对应的节点电位值和节点温度值，并将标量节点电位值和节点温度值进行RGB颜色映射；步骤4、接收网格剖分得到的网格文本数据、后处理得到的标量电位以及温度映射后的RGB数据并进行可视化处理，基于阈值判断的方式评估绕组状态。与现有技术相比，本发明能够准确、直观且有效的评估变压器绕组状态。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，尤其是涉及一种变压器绕组状态可视化评估方法。

背景技术

在电气工程领域中，电力变压器为输变电中的关键设备之一。作为变压器的部件，变压器绕组起到了变压作用。随着变压器容量不断提高以及系统复杂性不断增加，变压器绕组可靠性问题越发突出。

目前，变压器绕组的状态检测多靠温度判别，温度只能靠埋设在变压器油中的温度传感器结果推测得到，给变压器绕组状态的评估带来的极大不确定性。同时，目前运维及监测过程中，变压器温度状态可视化程度低，多以热点温度、状态判别结果等数值或文字等形式呈现，给技术人员快速直观掌握变压器状态带来困难。

因此，现有变压器绕组状态评估方法具有极大的不确定性，而且评估方式可视化程度低，给技术人员掌握绕组状态不便。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在绕组状态评估方法具有极大的不确定性，而且评估方式可视化程度低，给技术人员掌握绕组状态不便的缺陷而提供一种变压器绕组状态可视化评估方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变压器绕组状态可视化评估方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、获取变压器绕组的结构数据，构建变压器绕组三维模型；

步骤2、网格剖分变压器绕组三维模型，并进行有限元仿真实验，获取变压器绕组三维模型的电磁场和温度场；

步骤3、将获取的温度场及电磁场进行后处理，得到变压器绕组三维模型对应的节点电位值和节点温度值，并将节点电位值和节点温度值进行RGB颜色映射；

步骤4、根据网格剖分得到的网格文本数据以及后处理得到的RGB颜色映射数据并进行可视化处理，从而基于阈值判断的方式评估变压器绕组的状态。

进一步地，所述变压器绕组三维模型包括导线模型、绝缘纸板模型、绝缘纸模型和角环模型。

进一步地，步骤2的具体步骤为：

S201、网格剖分变压器绕组三维模型；

S202、基于网格文本数据构建绕组电磁-温度场耦合模型；电磁-温度场耦合模型包括相互耦合的电磁场模型和温度场模型；

S203、求解电磁-温度场耦合模型，得到网格节点电位值和节点温度值；

S204、基于网格节点电位值和节点温度值，建立变压器绕组模型的电磁场和温度场。

进一步地，步骤201中通过网格剖分软件或有限元软件前处理模块进行变压器绕组模型的网格剖分，步骤203中通过有限元仿真计算求解电磁-温度场耦合模型。

进一步地，步骤202中以变压器实际工况为工频运行条件，建立变压器绕组的电磁场模型，该电磁场模型的表达式为：

式中，μ为材料磁导率，单位为H/m；A为矢量磁位，单位为Wb/m；σ为材料电导率，单位为S/m；J_s为外加电流密度，单位为A/m²；ω为角频率，单位为rad/s。