CN110941897B - 一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质 - Google Patents
一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110941897B CN110941897B CN201911092246.5A CN201911092246A CN110941897B CN 110941897 B CN110941897 B CN 110941897B CN 201911092246 A CN201911092246 A CN 201911092246A CN 110941897 B CN110941897 B CN 110941897B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- dry
- type air
- model
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种干式空心电抗器热场分析方法，包括：构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型；采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型；将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体‑温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。本发明还公开了一种干式空心电抗器热场分析装置及存储介质，能有效提高总损耗与热场计算的准确度，有效提高定位热点位置的速度，能有效避免现有技术计算复杂度高、准确性低和无法定位温升结果导致的误判问题。
Description
技术领域
本发明涉及干式空心电抗器技术领域，尤其涉及一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质。
背景技术
作为电网变电站的重要主设备之一，干式空心电抗器的安全稳定运行对电网具有重要的经济社会效益。温升是干式空心电抗器重点关注的问题之一。温升过高将导致电抗器加速老化，绝缘失效，甚至引起火灾事故。
目前，干式空心电抗器热场计算方法主要采用较为繁琐的解析计算法，需要根据电抗器线圈高度、直径和线圈间的相对位置尺寸，利用迭代算法计算电感等参数，并通过计算较复杂的多元非线性方程组，方可得到各包封匝数等参数。在计算电抗器总损耗时，附加损耗中的涡流损耗无法精确计算，因此总损耗计算一般在阻性损耗基础上乘以一个大于1的工程经验系数近似得到，无法准确计算电抗器总损耗。另外，温升的计算也需要忽略电阻电压开展近似计算，温升计算结果也与实际情况有所差异。同时，电抗器只能计算各包封的平均温升，不能计算电抗器各层线圈所有点的温升值，更不能直观地查看电抗器各个点的温升分布结果。
发明内容
本发明实施例提供一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质，能有效避免现有技术计算复杂度高、准确性低和无法定位温升结果导致的误判问题。
本发明一实施例提供一种干式空心电抗器热场分析方法，包括：
构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型；
采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型；
将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
作为上述方案的改进，在所述采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型之前，还包括：
标注所述二维电抗器仿真模型中的绕组、绝缘材料、空气、对称轴、流体场出入口、各类交接面及地面。
作为上述方案的改进，所述采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型，包括：
以预设的网格划分要求设置所述网格划分模型；其中，所述网格划分要求包括所述网格划分模型的物理场和求解器类型为流体-热场计算；
细化所述二维电抗器仿真模型的绕组及绝缘材料的网格尺寸，以及设置网格单元类型；
根据所述网格尺寸和所述网格单元类型，采用所述网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到所述二维热场仿真模型。
作为上述方案的改进，所述流体-温度场仿真模型的构建包括步骤：
预先设置所述流体-温度场仿真模型的求解器参数；
预先选择所述流体-温度场仿真模型的流场求解模型；其中，所述流场求解模型包括湍流模型和能量方程；
预先选择所述二维热场仿真模型各部件的固液体材料固有属性参数；
根据所述求解器参数、所述流场求解模型所述固液体材料固有属性参数，构建流体-温度场仿真模型。
作为上述方案的改进，在所述将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图之前，具体包括：
设置所述流体-温度场仿真模型的边界条件；其中，所述边界条件包括流体条件、速度入口边界条件及压强出口边界条件。
作为上述方案的改进，所述将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图，具体包括：
根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
设置所述流体-温度场仿真模型的求解参数；其中，所述求解参数包括所述流体-温度场仿真模型的求解器、求解控制因子、残差、入口计算初始化和求解步数；
根据所述求解参数，将所述干式空心电抗器各层绕组热源强度输入到所述流体-温度场仿真模型，对所述二维电抗器网格模型进行仿真求解，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
作为上述方案的改进，所述根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度，具体包括：
根据所述干式空心电抗器的物理参数，计算填充系数因子；
其中，根据公式(1)计算所述填充系数因子：
其中，Ki为所述填充系数因子，ri为所述干式空心电抗器的单丝导线半径，l1i、l2i分别为单丝导线股数和每匝并联导线根数，ni为所述干式空心电抗器的导线匝数，pi为所述干式空心电抗器的每层绕组厚度，hi为所述干式空心电抗器的每层绕组高度；
根据所述填充系数因子和所述各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
其中，根据公式(2)计算所述干式空心电抗器各层绕组热源强度：
其中，qi为所述干式空心电抗器各层绕组热源强度，Ii为每层绕组电流，r′为每层绕组内半径。
本发明另一实施例对应提供了一种干式空心电抗器热场分析装置，包括：
模型构建模块，用于构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型；
网格划分模块，用于采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型；
仿真模块，用于将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
本发明实施例提供的一种干式空心电抗器热场分析方法及装置，相比于现有技术，具有如下有益效果：
通过构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型，考虑绕组发热部位的集肤效应作用并精细化网格划分，从而能有效提高总损耗与热场计算的准确度；采用流体-温度场仿真模型对二维电抗器网格模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图，从而能实现从二维热场分布云图中可以清晰直观地查看电抗器各个包封各个点的温升分布结果，便于直观高效地开展电抗器温升设计，能有效提高在设计阶段校核温升设计的准确性，有效提高定位热点位置的速度，提高设计与校核效率，能有效避免现有技术计算复杂度高、准确性低和无法定位温升结果导致的误判问题。
本发明另一实施例提供了一种干式空心电抗器热场分析装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的干式空心电抗器热场分析方法。
本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的干式空心电抗器热场分析方法。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种干式空心电抗器热场分析方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的标注后的二维电抗器仿真模型的示意图；
图3是本发明实施例一提供的二维电抗器网格模型导入流体-温度场仿真模型后的模型示意图；
图4是本发明实施例一提供的干式空心电抗器在等效直流电流工况下的二维热场分布云图；
图5是本发明实施例一提供的干式空心电抗器在等效工频电流工况下的二维热场分布云图；
图6是本发明实施例二提供的一种干式空心电抗器热场分析装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例一提供的一种干式空心电抗器热场分析方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101至步骤S103。
S101、构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型。
本发明实施中，所述二维电抗器仿真模型为实际尺寸1：1的干式空心电抗器包含绕组、环氧树脂等绝缘材料和空气域的二维电抗器仿真模型，其重点考虑绕组发热部位的集肤效应作用和进行精细化网格划分，使得总损耗与热场计算更加准确。
示例性的，采用Ansys Workbench平台Maxwell 2D磁场模块构建二维电抗器仿真模型。具体为，在Ansys Workbench平台Maxwell 2D磁场模块中将三维圆环柱形的包封绘制成矩形的二维包封图形，建立实际尺寸1：1的干式空心电抗器包含绕组、环氧树脂等绝缘材料和空气域的二维热场仿真模型，并考虑绕组发热部位的集肤效应作用。
S102、采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型。
在一种优选的实施例中，步骤S102具体为：
以预设的网格划分要求设置所述网格划分模型；其中，所述网格划分要求包括所述网格划分模型的物理场和求解器类型为流体-热场计算；
细化所述二维电抗器仿真模型的绕组及绝缘材料的网格尺寸，以及设置网格单元类型；
根据所述网格尺寸和所述网格单元类型，采用所述网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到所述二维热场仿真模型。
需要说明的是，网格划分模型可以是Ansys Workbench平台Mesh网格划分模块等具有网格划分功能的模型或应用程序。网格划分模型的参数设置包括物理场参数和求解器类型，但不限于此。网格单元类型可以是四边形单元、三角形单元。
示例性的，在Mesh网格划分模块设定物理参数为CFD，求解器为Fluent的网格划分要求，对绕组及绝缘材料限定网格尺寸为1～2mm，采用四边形主导的自适应网格划分方法进行精细化网格划分，越靠近绕组的部分网格划分越细。
在一种优选的实施例中，在步骤S102之前还包括：标注所述二维电抗器仿真模型中的绕组、绝缘材料、空气、对称轴、流体场出入口、各类交接面及地面。
参见图2，是本发明实施例一提供的标注后的二维电抗器仿真模型的示意图，其中，1、出口边界；2、空气；3、入口边界；4、地面边界；5、对称轴；6、第一端部边缘；7、各层绕组；8、第二端部绝缘。
S103、将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
在一种优选的实施例中，通过如下步骤构建流体-温度场仿真模型：
预先设置所述流体-温度场仿真模型的求解器参数；
预先选择所述流体-温度场仿真模型的流场求解模型；其中，所述流场求解模型包括湍流模型和能量方程；
预先选择所述二维热场仿真模型各部件的固液体材料固有属性参数；
根据所述求解器参数、所述流场求解模型所述固液体材料固有属性参数，构建流体-温度场仿真模型。
在本实施例中，流体-温度场仿真模型可以是Ansys Workbench平台Fluent仿真模块等具有流场模拟功能的模型或应用程序。求解器参数包括流体-温度场仿真模型的求解器类型、时间类型及二维模型，但不限于此。湍流模型可以是k-ε模型、k-ω模型及大涡模拟模型等。能量方程包括辐射模型，辐射模型可以是S2S或者DO模型等。进而，设置并选择空气、环氧树脂绝缘材料、绕组的比热容、热导率等固液体材料固有属性参数。示例性的，求解器类型为压力型，时间类型为稳态型；二维模型为在垂直方向上考虑流体的重力加速度作用的轴对称二维平面型；湍流模型为标准的k-ε模型，辐射模型为S2S或者DO模型。由此，参见图3，是本发明实施例一提供的二维电抗器网格模型导入流体-温度场仿真模型后的模型示意图。
在一种可选的实施例中，由预先获取的电抗器各层绕组电流，因导线直径一般在2～3mm，可忽略导线涡流的作用，另外因每层绕组由多匝导线并绕而成，每匝导线又由多股单丝导线并联而成，每股和每匝导线外部均包裹有耐热等级为H级的绝缘薄膜，因此二维模型仅需考虑除绝缘薄膜外的绕组损耗，即计算绕组损耗时应除以填充系数因子，再根据每层绕组体积计算出各层绕组热源强度，并输入到流体-温度场仿真模型中。其中，通过如下方法获取干式空心电抗器各层绕组热源强度：
其中，填充系数因子即为每层绕组纯导线部分的面积与含绝缘薄膜的每层绕组的面积之比，根据所述干式空心电抗器的物理参数，计算填充系数因子；
其中，根据公式(1)计算所述填充系数因子：
其中，Ki为所述填充系数因子，ri为所述干式空心电抗器的单丝导线半径，l1i、l2i分别为单丝导线股数和每匝并联导线根数，ni为所述干式空心电抗器的导线匝数，pi为所述干式空心电抗器的每层绕组厚度，hi为所述干式空心电抗器的每层绕组高度。
进一步，每层绕组的热源强度可由电流计算出损耗，再根据每层绕组体积计算得到，根据所述填充系数因子和所述各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
其中，根据公式(2)计算所述干式空心电抗器各层绕组热源强度：
其中，qi为所述干式空心电抗器各层绕组热源强度，r′为每层绕组内半径。Ii为每层绕组电流，每层绕组电流是向干式空心电抗器施加的电流激励。具体的，每层绕组电流为干式空心电抗器根据实际运行工况进行损耗等效计算的等效直流电流，或根据实际运行的各谐波电流进行损耗等效的等效工频电流。
在一种可选的实施例中，在步骤S103之前包括：
设置所述流体-温度场仿真模型的边界条件；其中，所述边界条件包括流体条件、速度入口边界条件及压强出口边界条件。
其中，速度入口边界条件可以是定速度型入口速度与压力，压强出口边界条件包括压力出口的表压力。示例性的，设置相应的边界条件，给定速度型入口速度与压力，压力出口的表压力，保证空气-绝缘材料-绕组边界为耦合状态。
在一种可选的实施例中，步骤S103包括：
根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
设置所述流体-温度场仿真模型的求解参数；其中，所述求解参数包括所述流体-温度场仿真模型的求解器、求解控制因子、残差、入口计算初始化和求解步数；
根据所述求解参数，将所述干式空心电抗器各层绕组热源强度输入到所述流体-温度场仿真模型，对所述二维电抗器网格模型进行仿真求解，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
参见图4，是本发明实施例一提供的干式空心电抗器在等效直流电流工况下的二维热场分布云图，参见图5是本发明实施例一提供的干式空心电抗器在等效工频电流工况下的二维热场分布云图。具体的，以一干式空心平波电抗器为例，通过软件处理后得到实际运行工况下的等效直流电流和等效工频电流下的二维热场分布云图如图4、5所示，X轴正方向为电抗器包封上端部，靠近原点为包封下端部。由图4、5可得出，平波电抗器在等效直流电流和等效工频电流下的各层绕组的热场分布规律是：每层绕组轴向温度上端较高，其次中间温度，下端温度最低。因端部绝缘玻璃纤维导热系数很小，各层包封上下端的端部玻璃纤维绝缘分别比上下端相邻绕组的温度更低，端部绝缘与绕组交界处存在较大的温度梯度。包封底部玻璃纤维绝缘的温度随着高度的增加迅速上升，接着绕组中的温度随着高度的增加缓慢上升，包封顶部的玻璃纤维绝缘与外界空气以自然对流方式换热，包封顶部的温度有所下降。从电抗器中心沿径向向外的热场分布规律是：包封间气道中的空气随着与包封表面距离的增大，温度逐渐下降，在气道中间最低，该特点与定性分析一致，因为空气离包封热源越远，温度自然越低。另外，气道中空气的径向温度在包封上端区域温度较高，中间温度次之，包封下端区域温度较低，与包封温度分布特点一致。
由图4、5可知，平波电抗器在等效直流电流和等效工频电流下绕组最热点温升分别为第18包封上端的81K、第2包封上端的5.1K(设定的环境温度为40℃)，均小于技术规范书要求的90K。另外，在等效直流电流和等效工频电流下绕组最热点温升出厂试验结果分别为75K、5.5K，仿真与试验结果吻合，说明仿真结果比较准确，采用本实施例的方法可有效地开展各类干式空心电抗器温升设计与校核，只需要建立相应仿真模型即可直观地查看电抗器温度分布情况，能有效避免现有技术计算复杂度高、准确性低和无法准确定位温升结果带来的误判问题。
本发明实施例一提供的一种干式空心电抗器热场分析方法，相比于现有技术，具有如下有益效果：
通过构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型，考虑绕组发热部位的集肤效应作用并精细化网格划分，从而能有效提高总损耗与热场计算的准确度；采用流体-温度场仿真模型对二维电抗器网格模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图，从而能实现从二维热场分布云图中可以清晰直观地查看电抗器各个包封各个点的温升分布结果，便于直观高效地开展电抗器温升设计，能有效提高在设计阶段校核温升设计的准确性，有效提高定位热点位置的速度，提高设计与校核效率，能有效避免现有技术计算复杂度高、准确性低和无法定位温升结果导致的误判问题。
参见图6，是本发明实施例二提供的一种干式空心电抗器热场分析装置的结构示意图，包括：
模型构建模块201，用于构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型；
网格划分模块202，用于采用所述网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型；
仿真模块203，用于将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
优选的，所述模型构建模块201包括：
标注单元，用于标注所述二维电抗器仿真模型中的绕组、绝缘材料、空气、对称轴、流体场出入口、各类交接面及地面。
优选的，所述网格划分模块202包括：
网格划分模型设置单元，用于以预设的网格划分要求设置所述网格划分模型；其中，所述网格划分要求包括所述网格划分模型的物理场和求解器类型为流体-热场计算；
网格划分设置单元，用于细化所述二维电抗器仿真模型的绕组及绝缘材料的网格尺寸，以及设置网格单元类型；
精细化网格划分单元，用于根据所述网格尺寸和所述网格单元类型，采用所述网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到所述二维热场仿真模型。
优选的，所述仿真模块203包括：
求解器参数设置单元，用于预先设置所述流体-温度场仿真模型的求解器参数；
流场求解模型设置单元，用于预先选择所述流体-温度场仿真模型的流场求解模型；其中，所述流场求解模型包括湍流模型和能量方程；
固液体材料固有属性参数设置单元，用于预先选择所述二维热场仿真模型各部件的固液体材料固有属性参数；
流体-温度场仿真模型构建单元，用于根据所述求解器参数、所述流场求解模型所述固液体材料固有属性参数，构建流体-温度场仿真模型。
优选的，所述仿真模块203包括：
边界条件设置单元，用于设置所述流体-温度场仿真模型的边界条件；其中，所述边界条件包括流体条件、速度入口边界条件及压强出口边界条件。
优选的，所述仿真模块203包括：
电抗器各层绕组热源强度计算单元，用于根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
流体-温度场仿真模型的求解参数单元，用于设置所述流体-温度场仿真模型的求解参数；其中，所述求解参数包括所述流体-温度场仿真模型的求解器、求解控制因子、残差、入口计算初始化和求解步数；
仿真求解单元，用于根据所述求解参数，将所述干式空心电抗器各层绕组热源强度输入到所述流体-温度场仿真模型，对所述二维电抗器网格模型进行仿真求解，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。
优选的，所述仿真模块203包括：
填充系数因子计算单元，用于根据所述干式空心电抗器的物理参数，计算填充系数因子；
其中，根据公式(1)计算所述填充系数因子：
其中，Ki为所述填充系数因子，ri为所述干式空心电抗器的单丝导线半径，l1i、l2i分别为单丝导线股数和每匝并联导线根数，ni为所述干式空心电抗器的导线匝数，pi为所述干式空心电抗器的每层绕组厚度，hi为所述干式空心电抗器的每层绕组高度；
各层绕组热源强度计算单元，用于根据所述填充系数因子和所述各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
其中，根据公式(2)计算所述干式空心电抗器各层绕组热源强度：
其中，qi为所述干式空心电抗器各层绕组热源强度，Ii为每层绕组电流，r′为每层绕组内半径。
本实施例二提供的所述干式空心电抗器热场分析装置用于执行上述实施例一任意一项所述干式空心电抗器热场分析方法的步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
该实施例二的干式空心电抗器热场分析装置包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如干式空心电抗器热场分析程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个干式空心电抗器热场分析方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S103、将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如仿真模块203。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述干式空心电抗器热场分析装置中的执行过程。
所述干式空心电抗器热场分析装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述干式空心电抗器热场分析装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是干式空心电抗器热场分析装置的示例，并不构成对干式空心电抗器热场分析装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述干式空心电抗器热场分析装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述干式空心电抗器热场分析装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个干式空心电抗器热场分析装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述干式空心电抗器热场分析装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述干式空心电抗器热场分析装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种干式空心电抗器热场分析方法，其特征在于，包括：
构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型；
采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型；
将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图；
所述将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图，具体包括：
根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
设置所述流体-温度场仿真模型的求解参数；其中，所述求解参数包括所述流体-温度场仿真模型的求解器、求解控制因子、残差、入口计算初始化和求解步数；
根据所述求解参数，将所述干式空心电抗器各层绕组热源强度输入到所述流体-温度场仿真模型，对所述二维电抗器网格模型进行仿真求解，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图；
所述根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度，具体包括：
根据所述干式空心电抗器的物理参数，计算填充系数因子；
其中，根据公式(1)计算所述填充系数因子：
其中，Ki为所述填充系数因子，ri为所述干式空心电抗器的单丝导线半径，l1i、l2i分别为单丝导线股数和每匝并联导线根数，ni为所述干式空心电抗器的导线匝数，pi为所述干式空心电抗器的每层绕组厚度，hi为所述干式空心电抗器的每层绕组高度；
根据所述填充系数因子和所述各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
其中，根据公式(2)计算所述干式空心电抗器各层绕组热源强度：
其中，qi为所述干式空心电抗器各层绕组热源强度，Ii为每层绕组电流，r′为每层绕组内半径。
2.如权利要求1所述的干式空心电抗器热场分析方法，其特征在于，在所述采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型之前，还包括：
标注所述二维电抗器仿真模型中的绕组、绝缘材料、空气、对称轴、流体场出入口、各类交接面及地面。
3.如权利要求2所述的干式空心电抗器热场分析方法，其特征在于，所述采用预设的网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型，包括：
以预设的网格划分要求设置所述网格划分模型；其中，所述网格划分要求包括所述网格划分模型的物理场和求解器类型为流体-热场计算；
细化所述二维电抗器仿真模型的绕组及绝缘材料的网格尺寸，以及设置网格单元类型；
根据所述网格尺寸和所述网格单元类型，采用所述网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到所述二维热场仿真模型。
4.如权利要求1所述的干式空心电抗器热场分析方法，其特征在于，所述流体-温度场仿真模型的构建包括步骤：
预先设置所述流体-温度场仿真模型的求解器参数；
预先选择所述流体-温度场仿真模型的流场求解模型；其中，所述流场求解模型包括湍流模型和能量方程；
预先选择所述二维热场仿真模型各部件的固液体材料固有属性参数；
根据所述求解器参数、所述流场求解模型所述固液体材料固有属性参数，构建流体-温度场仿真模型。
5.如权利要求4所述的干式空心电抗器热场分析方法，其特征在于，在所述将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图之前，具体包括：
设置所述流体-温度场仿真模型的边界条件；其中，所述边界条件包括流体条件、速度入口边界条件及压强出口边界条件。
6.一种干式空心电抗器热场分析装置，其特征在于，包括：
模型构建模块，用于构建考虑集肤效应的二维电抗器仿真模型；
网格划分模块，用于采用所述网格划分模型对所述二维电抗器仿真模型进行精细化网格划分，得到二维电抗器网格模型；
仿真模块，用于将所述二维电抗器网格模型导入到预设的流体-温度场仿真模型进行仿真分析，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图；
所述仿真模块包括：
电抗器各层绕组热源强度计算单元，用于根据预先获取的干式空心电抗器的物理参数和各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
流体-温度场仿真模型的求解参数单元，用于设置所述流体-温度场仿真模型的求解参数；其中，所述求解参数包括所述流体-温度场仿真模型的求解器、求解控制因子、残差、入口计算初始化和求解步数；
仿真求解单元，用于根据所述求解参数，将所述干式空心电抗器各层绕组热源强度输入到所述流体-温度场仿真模型，对所述二维电抗器网格模型进行仿真求解，得到干式空心电抗器本体二维热场分布云图；
所述电抗器各层绕组热源强度计算单元包括：
填充系数因子计算单元，用于根据所述干式空心电抗器的物理参数，计算填充系数因子；
其中，根据公式(1)计算所述填充系数因子：
其中，Ki为所述填充系数因子，ri为所述干式空心电抗器的单丝导线半径，l1i、l2i分别为单丝导线股数和每匝并联导线根数，ni为所述干式空心电抗器的导线匝数，pi为所述干式空心电抗器的每层绕组厚度，hi为所述干式空心电抗器的每层绕组高度；
各层绕组热源强度计算单元，用于根据所述填充系数因子和所述各层绕组电气量参数，计算干式空心电抗器各层绕组热源强度；
其中，根据公式(2)计算所述干式空心电抗器各层绕组热源强度：
其中，qi为所述干式空心电抗器各层绕组热源强度，Ii为每层绕组电流，r′为每层绕组内半径。
7.一种干式空心电抗器热场分析装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的干式空心电抗器热场分析方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的干式空心电抗器热场分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911092246.5A CN110941897B (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911092246.5A CN110941897B (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110941897A CN110941897A (zh) | 2020-03-31 |
| CN110941897B true CN110941897B (zh) | 2021-07-30 |
Family
ID=69906401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911092246.5A Active CN110941897B (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110941897B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115544814B (zh) * | 2022-11-30 | 2023-05-02 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 电抗器磁场分析方法、装置、设备及可读存储介质 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102521343B (zh) * | 2011-12-09 | 2013-05-15 | 山东大学 | 一种电力系统仿真软件输入数据转换方法 |
| US20140046105A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Underground reactor system |
| CN205785301U (zh) * | 2016-05-23 | 2016-12-07 | 国网山西省电力公司运城供电公司 | 一种多参数融合的高压大容量干式电抗器在线监测装置 |
| CN109086514B (zh) * | 2018-07-25 | 2023-07-25 | 国网江苏省电力有限公司检修分公司 | 一种基于多物理场耦合的电抗器温度场计算方法 |
| CN110082612B (zh) * | 2019-03-27 | 2021-06-08 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 超/特高压换流站直流场电场仿真方法、装置及存储介质 |
| CN110414080B (zh) * | 2019-07-08 | 2023-07-14 | 三峡大学 | 一种提高电抗器各包封线圈生热散热能力的设计方法 |
-
2019
- 2019-11-11 CN CN201911092246.5A patent/CN110941897B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110941897A (zh) | 2020-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111062153A (zh) | 一种干式空心电抗器磁场分析方法、装置及存储介质 | |
| CN110765685A (zh) | 一种电抗器多物理场耦合的仿真方法、装置及存储介质 | |
| CN110941897B (zh) | 一种干式空心电抗器热场分析方法、装置及存储介质 | |
| CN110147626A (zh) | 电机热仿真方法、装置及电子设备 | |
| CN110781556A (zh) | 一种飞机电磁环境效应仿真方法 | |
| CN105005665A (zh) | 油纸电容式套管末屏的特高频辐射特性仿真方法与系统 | |
| CN105067916A (zh) | 油纸电容式套管升高座的特高频辐射特性仿真方法与系统 | |
| CN110197000A (zh) | 隔离开关动态增容运行预测方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN110110361A (zh) | 柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法、装置及存储介质 | |
| CN106599373B (zh) | 基于三维设计平台的变电站短路电流计算系统及其方法 | |
| CN110470264A (zh) | 直流电阻分压器的均压环尺寸确定方法及装置 | |
| WO2024092924A1 (zh) | 一种计算变压器自然对流散热下绕组温度场的方法及系统 | |
| CN110175808A (zh) | 一种订单管理、查询方法、装置、设备及介质 | |
| CN218496721U (zh) | 一种实验室用复合绝缘子复合应力老化设备 | |
| CN104200035A (zh) | 电气辅助设计方法及系统 | |
| CN115204090A (zh) | 桥臂电抗器参数优化方法、装置和计算机设备 | |
| CN107578218A (zh) | 基于psd‑bpa的额定电流数据批量修改方法及系统 | |
| CN105116303B (zh) | 一种估算50%放电电压试验所需试验次数的方法 | |
| CN113705037A (zh) | 一种户内空心电抗器的温度场仿真方法及装置 | |
| CN106844950A (zh) | 一种220kV三相变压器A相短路电磁场的计算方法及装置 | |
| CA2769126A1 (en) | Capacitance placement in wind farms | |
| CN111753391B (zh) | 基于分裂导线表面最大场强的输电线路设计方法及系统 | |
| CN109193738A (zh) | 直流定功率定电压控制下miif分析方法、装置、设备及介质 | |
| CN109274115A (zh) | 定功率定熄弧角控制下miif的分析方法、装置、设备及介质 | |
| CN112052569B (zh) | 一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |