CN108520149A - 一种用于光伏升压变压器涡电流分析 - Google Patents

一种用于光伏升压变压器涡电流分析 Download PDF

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Abstract

一种用于光伏升压变压器涡电流分析，它涉及一种光伏升压变压器技术领域。它包含如下步骤：通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B‑H曲线设定；打开涡流计算开关，选取涡流计算的部件；对分析模型以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对感应加热线圈施加电流。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：通过本发明将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏升压变压器涡电流进行仿真计算，可快速准确的得出线圈由于磁场变化导致的涡流的大小，可以为光伏升压变压器设计起指导意义。

Description

一种用于光伏升压变压器涡电流分析
技术领域
本发明涉及光伏升压变压器技术领域，具体涉及一种用于光伏升压变压器涡电流分析。
背景技术
大型光伏电站考虑到容量和电压损耗的原因，并网电压一般都比较高，如110KV、220KV，如此高的送出电压，就需要实行二次升压方案才能实现。那么，根据我国电压等级划分，就地升压可以选择10KV或者35KV，然后再二次升压至送出电压。这就需要光伏升压变压器，变压器是一种常见的电气设备，可用来把某一数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压。升压变压器就是用来把低数值的交变电压变换为同频率的另一较高数值交变电压的变压器，在光伏升压变压器设计中，涡电流分析是一关键参数。
现阶光伏升压变压器涡电流分析，一般通过理论编程进行分析计算，不易直观实现；而采用有限元的方法通过Ansys软件进行涡电流仿真分析，能够快速直观准确的得出涡电流分布，易于工程中设计操作。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于光伏升压变压器涡电流分析，容易直观实现，采用有限元的方法通过Ansys软件进行涡电流仿真分析，能够快速直观准确的得出涡电流分布，易于工程中设计操作。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含如下步骤：
1.通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；
2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；
3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；
4.打开涡流计算开关，选取涡流计算的部件；
5.对分析模型以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；
6.对感应加热线圈施加电流；
7.定义分析所需的磁力线平行边界条件；
8.通过Maxwell软件进行仿真分析，对感应加热线圈的整体磁场分布；
9.选取涡流分析的部件得出涡流分布。
所述流过导体的电流，其表达式为：
式中，Ω为导体截面面域；求解问题时，通常需要确定的是与激励源相连的导体内的电流。
所述Ansys软件采用A-ϕ法来求解涡流问题，涡流方程为：
式中，A为矢量磁位；ϕ为标量电位；μ为相对磁导率；ω为激励的角频率；σ为电导率，ε为介电常数。
所述涡流方程右式为复数磁导率与电场的乘积，因此所得到的复数电流密度包含三个分量：
为源电流密度，与标量电位的微分相关；
为感应涡流密度，由时变的磁场产生；
为位移电流密度，由时变的磁场产生；
总的电流密度由此三部分分量构成，涡流密度与位移电流密度中的相说明它们是角频率的函数，随着频率的变化而相应的改变。
本发明的工作原理：通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；打开涡流计算开关，选取涡流计算的部件；对分析模型以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对感应加热线圈施加电流；定义分析所需的磁力线平行边界条件；通过Maxwell软件进行仿真分析，对感应加热线圈的整体磁场分布；选取涡流分析的部件得出涡流分布。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：通过本发明将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏升压变压器涡电流进行仿真计算，可快速准确的得出线圈由于磁场变化导致的涡流的大小，可以为光伏升压变压器设计起指导意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含如下步骤：
1.通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；
2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；
3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；
4.打开涡流计算开关，选取涡流计算的部件；
5.对分析模型以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；
6.对感应加热线圈施加电流；
7.定义分析所需的磁力线平行边界条件；
8.通过Maxwell软件进行仿真分析，对感应加热线圈的整体磁场分布；
9.选取涡流分析的部件得出涡流分布。
所述流过导体的电流，其表达式为：
式中，Ω为导体截面面域；求解问题时，通常需要确定的是与激励源相连的导体内的电流。
所述Ansys软件采用A-ϕ法来求解涡流问题，涡流方程为：
式中，A为矢量磁位；ϕ为标量电位；μ为相对磁导率；ω为激励的角频率；σ为电导率，ε为介电常数。
所述涡流方程右式为复数磁导率与电场的乘积，因此所得到的复数电流密度包含三个分量：
为源电流密度，与标量电位的微分相关；
为感应涡流密度，由时变的磁场产生；
为位移电流密度，由时变的磁场产生；
总的电流密度由此三部分分量构成，涡流密度与位移电流密度中的相说明它们是角频率的函数，随着频率的变化而相应的改变。
本发明的工作原理：通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；打开涡流计算开关，选取涡流计算的部件；对分析模型以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；对感应加热线圈施加电流；定义分析所需的磁力线平行边界条件；通过Maxwell软件进行仿真分析，对感应加热线圈的整体磁场分布；选取涡流分析的部件得出涡流分布。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：通过本发明将采用有限元的方法运用Ansys软件对光伏升压变压器涡电流进行仿真计算，可快速准确的得出线圈由于磁场变化导致的涡流的大小，可以为光伏升压变压器设计起指导意义。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于光伏升压变压器涡电流分析，其特征在于：它包含如下步骤：
1.通过Ansys软件建立光伏升压变压器磁场二维分析模型；
2.建立合适大小的空气区域，包围输电电缆的分析区域；
3.设置输电电缆的材料属性，非磁性材料的相对磁导率设置为1，磁性材料的磁导率根据B-H曲线设定；
4.打开涡流计算开关，选取涡流计算的部件；
5.对分析模型以及空气域进行划分网格，保证网格划分规整和细化；
6.对感应加热线圈施加电流；
7.定义分析所需的磁力线平行边界条件；
8.通过Maxwell软件进行仿真分析，对感应加热线圈的整体磁场分布；
9.选取涡流分析的部件得出涡流分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于光伏升压变压器涡电流分析，其特征在于：所述流过导体的电流，其表达式为：
式中，Ω为导体截面面域；求解问题时，通常需要确定的是与激励源相连的导体内的电流。
3.根据权利要求1所述的一种用于光伏升压变压器涡电流分析，其特征在于：所述Ansys软件采用A-ϕ法来求解涡流问题，涡流方程为：
式中，A为矢量磁位；ϕ为标量电位；μ为相对磁导率；ω为激励的角频率；σ为电导率，ε为介电常数。
4.根据权利要求3所述的一种用于光伏升压变压器涡电流分析，其特征在于：所述涡流方程右式为复数磁导率与电场的乘积，因此所得到的复数电流密度包含三个分量：
为源电流密度，与标量电位的微分相关；
为感应涡流密度，由时变的磁场产生；
为位移电流密度，由时变的磁场产生；
总的电流密度由此三部分分量构成，涡流密度与位移电流密度中的相说明它们是角频率的函数，随着频率的变化而相应的改变。
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CN101794329A (zh) * 2009-12-07 2010-08-04 清华大学 一种计算磁共振成像rf线圈信噪比的方法
CN106326572A (zh) * 2016-08-26 2017-01-11 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电缆接头实时载流量计算方法

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱英伟: "多极矩场电磁推进模式研究与系统设计", 《博士论文数据库》 *

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