CN111666703B - 一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法及装置，包括获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料和绝缘材料电磁特性，并搭建干式空心电抗器计算模型和短路匝计算模型，然后根据导线材料和绝缘材料的电磁特性设置属性值函数，再根据干式空心电抗器计算模型、短路匝计算模型和属性值函数进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器和短路匝电磁场分布图，并精确地得出电感量变化，从而计算得出短路匝阻抗变化量。通过进行仿真计算得到短路匝电磁场分布图可以更准确地计算出干式空心电抗器的电感量以及发生匝间短路后电抗器阻抗的变化，从而为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据。

Description

一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法及装置

技术领域

本发明涉及多物理场仿真计算技术领域，特别是涉及一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法及装置。

背景技术

空心电抗器是电力系统中常用的电感性高压电器，用于限制短路电流、无功补偿和移相等，空心电抗器的磁通经过空气形成回路。近年来在国内电网系统中，经常存在并联干式空心电抗器烧毁的事件，而造成干式空心电抗器烧毁的原因主要是匝间短路引起线圈内部出现环流，环流使线圈内部快速产生热量，当线圈内部的热量高于绝缘表面的环氧树脂材料的燃点时，匝间绝缘表面将被损坏，并导致匝间短路故障扩大而引起空心电抗器烧毁事件，严重影响电力系统的运行安全。

目前，在电力系统中为干式空心电抗器配备的保护措施主要为过流保护和过负荷保护，当干式空心电抗器匝间短路后，影响电气检测的参量主要为电抗器本身阻抗的变化，而电抗器本身阻抗的变化是通过计算电抗器电感量的变化而得到。在现有技术中，针对干式空心电抗器的电感量计算方法主要有能量变换法、Bartky变换法和感应系数法等。

但是，由于目前实际应用计算中使用的方法计算出得到的干式空心电抗器电感量存在一定的偏差，导致无法精确地计算出电抗器发生匝间短路后电抗器阻抗的变化，从而无法为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据。

发明内容

本发明提供了一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法及装置，以解决目前实际应用计算中使用的方法无法准确地计算出干式空心电抗器的电感量，导致计算出电抗器发生匝间短路后电抗器阻抗的变化存在较大的偏差，从而无法为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据的问题。通过搭建干式空心电抗器计算模型和短路匝计算模型，进行仿真计算，得到干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，从而可以更准确地计算出干式空心电抗器匝间短路的电感量，并计算出电抗器发生匝间短路后的电抗器阻抗的变化，为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法，所述方法包括：

获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性；

根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型；

根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型；

根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数；

根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，所述短路匝电磁场分布图为干式空心电抗器发生匝间短路后的电磁场分布图；

根据所述干式空心电抗器电磁场分布图和所述短路匝电磁场分布图，以及线圈的电感量，计算得到短路匝阻抗变化量，所述短路匝阻抗变化量为干式空心电抗器发生匝间短路后的阻抗变化量。

可选地，所述根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型包括：

根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型；

根据所述干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域；

根据所述第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

根据所述第一作用域、所述第一初始值、所述第一计算空间域边界条件和所述第一电源进行第一求解器配置和有限元网格划分，得到干式空心电抗器网格划分图。

可选地，所述根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型包括：

根据所述结构参数、所述短路匝数和所述短路位置搭建短路匝空间几何模型；

根据所述短路匝空间几何模型设置第二计算空间域；

根据所述第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

根据所述第二作用域、所述第二初始值、所述第二计算空间域边界条件和所述第二电源进行第二求解器配置和有限元网格划分，得到短路匝网格划分图。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性；

第一搭建模块，用于根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型；

第二搭建模块，用于根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型；

设置模块，用于根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数；

得到模块，用于根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，所述短路匝电磁场分布图为干式空心电抗器发生匝间短路后的电磁场分布图；

计算模块，用于根据所述干式空心电抗器电磁场分布图和所述短路匝电磁场分布图，以及线圈的电感量，计算得到短路匝阻抗变化量，所述短路匝阻抗变化量为干式空心电抗器发生匝间短路后的阻抗变化量。

可选地，所述第一搭建模块包括：

第一搭建单元，用于根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型；

第一设置单元，用于根据所述干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域；

第二设置单元，用于根据所述第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

第一得到单元，用于根据所述第一作用域、所述第一初始值、所述第一计算空间域边界条件和所述第一电源进行第一求解器配置和有限元网格划分，得到干式空心电抗器网格划分图。

可选地，所述第二搭建模块包括：

第二搭建单元，用于根据所述结构参数、所述短路匝数和所述短路位置搭建短路匝空间几何模型；

第三设置单元，用于根据所述短路匝空间几何模型设置第二计算空间域；

第四设置单元，用于根据所述第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

第二得到单元，用于根据所述第二作用域、所述第二初始值、所述第二计算空间域边界条件和所述第二电源进行第二求解器配置和有限元网格划分，得到短路匝网格划分图。

通过以上技术方案可知，一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法及装置，通过获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性，然后根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型，根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型，并根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数，再根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，最后根据各种电磁场分布图，以及线圈的电感量计算得到干式空心电抗器的短路匝阻抗变化量，可以解决目前在实际应用中使用的方法无法准确地计算出干式空心电抗器的电感量，导致无法精确地计算出电抗器发生匝间短路后电抗器阻抗的变化的问题。因此，通过仿真计算得到短路匝电磁场分布图，可以精准地计算出干式空心电抗器的电感量以及发生匝间短路后电抗器阻抗的变化量，从而为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请的一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法的流程图；

图2为本申请的搭建干式空心电抗器计算模型的流程图；

图3为本申请的干式空心电抗器整体网格划分图；

图4为本申请的搭建短路匝计算模型的流程图；

图5为本申请的短路匝网格划分图；

图6为本申请的一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的装置的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，为本申请的一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S1：获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性。

在本申请实施例中，需要根据设备厂家提供的各种型号的干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性来搭建干式空心电抗器计算模型、短路匝计算模型和设置属性值函数。通过获取各种型号的干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料及绝缘材料的电磁特性来搭建各种计算模型和设置属性值函数，可以为搭建模型和设置属性值函数提供更接近实际情况的基础数据，为计算出干式空心电抗器的阻抗值变化量提供了基础的保障。

S2：根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型。

所述根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型包括：

S21：根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型；

S22：根据所述干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域；

S23：根据所述第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

S24：根据所述第一作用域、所述第一初始值、所述第一计算空间域边界条件和所述第一电源进行第一求解器配置和有限元网格划分，得到干式空心电抗器网格划分图。

获取干式空心电抗器的结构参数和结构图后，要根据获取的结构参数和结构图搭建干式空心电抗器计算模型。如图2所示，为本申请的搭建干式空心电抗器计算模型的流程图。首先，要根据获取的结构参数和结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型。然后，根据搭建的干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域为有限元域，并且，第一计算空间域要大于干式空心电抗器所占空间域的2倍以上。

设置完第一计算空间域后，要根据第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值，以及第一计算空间域的边界条件和第一电源。其中，场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程，设置电磁场计算方程的第一作用域为整个第一计算空间域，设置电磁场计算方程的第一初始值为0T/m，设置电路计算方程的第一作用域为电抗器导体部分，设置电路计算方程的第一初始值也为0T/m，同时，设置第一计算空间域的边界条件为磁感应强度是0T，第一电源为电流源。

最后，要根据设置好的第一作用域、第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源进行第一求解器配置，并进行有限元网格划分，从而可以得到干式空心电抗器网格划分图，如图3所示，为干式空心电抗器整体的网格划分图。通过图3可以看出，为了提升计算效率，同时兼顾计算精度，可以使电抗器线圈导线及环氧树脂绝缘部分的网格划分相对较细，使外部空气侧的网格划分相对较粗。其中，第一求解器为频域求解器。

通过搭建干式空心电抗器计算模型，得出没有发生匝间短路时的正常情况下的干式空心电抗器网格划分图，并将其作为原始数据，与发生匝间短路时的网格划分图进行对比，从而可以更客观精准地分析出发生匝间短路时的相关情况。

S3：根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型。

所述根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型包括：

S31：根据所述结构参数、所述短路匝数和所述短路位置搭建短路匝空间几何模型；

S32：根据所述短路匝空间几何模型设置第二计算空间域；

S33：根据所述第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

S34：根据所述第二作用域、所述第二初始值、所述第二计算空间域边界条件和所述第二电源进行第二求解器配置和有限元网格划分，得到短路匝网格划分图。

在本申请实施例中，搭建完干式空心电抗器计算模型后，还要根据获取的干式空心电抗器的结构参数、发生的短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型，如图4所示，为本申请的搭建短路匝计算模型的流程图。首先，要根据干式空心电抗器的结构参数、发生的短路匝数和短路位置搭建短路匝空间几何模型，其中，发生的短路匝数和短路位置为根据干式空心电抗器实际发生短路匝时的场景推断出来的结果。然后，根据搭建的短路匝空间几何模型设置第二计算空间域为有限元域，并且，第二计算空间域要大于干式空心电抗器所占空间域的2倍以上。

设置完第二计算空间域后，要根据第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值，以及第二计算空间域的边界条件和第二电源。其中，场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程，设置电磁场计算方程的第二作用域为整个第二计算空间域，设置电磁场计算方程的第二初始值为0T/m，设置电路计算方程的第二作用域为电抗器导体部分，设置电路计算方程的第二初始值也为0T/m，同时，设置第二计算空间域的边界条件为磁感应强度是0T，第二电源为电流源。

最后，要根据设置的第二作用域、第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源进行第二求解器配置，并进行有限元网格划分，从而可以得到短路匝网格划分图，如图5所示，为发生匝间短路时的短路匝网格划分图。通过图5可以看出，图中的2个圆圈代表假定的发生短路匝数为2，圆圈位置代表假定发生匝间短路的位置，通过事先得到短路匝的网格划分图，可以准确地得出干式空心电抗器在发生匝间短路后的电磁场分布图。其中，第二求解器为频域求解器。

通过根据实际场景推断出的结果搭建短路匝计算模型，可以得出实际场景所对应的发生匝间短路时的网格划分图，为得出干式空心电抗器发生匝间短路时的电磁场分布图奠定了基础。

S4：根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数。

在本申请实施例中，在进行有限元仿真计算之前，要根据获取的导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性进行属性值函数设置。在本实施例中，干式空心电抗器导线为铝导线，绝缘材料使用的是环氧树脂材料，通过设置属性值函数，为进行有限元仿真计算提供基础的属性数据，可以准确地得出干式空心电抗器在正常情况下和发生匝间短路情况下的电磁场分布图，为干式空心电抗器的保护配置提供基础和科学的理论计算依据。

S5：根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，所述短路匝电磁场分布图为干式空心电抗器发生匝间短路后的电磁场分布图。

在本申请实施例中，搭建完干式空心电抗器计算模型和短路匝计算模型，以及设置完属性值函数后，要根据干式空心电抗器计算模型、短路匝计算模型和属性值函数，通过多物理场仿真软件，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器在正常情况下和发生匝间短路情况下的电磁场分布图。其中，电磁场分布图包括磁场分布图和电场分布图。正常情况下，干式空心电抗器的磁场和电场均在轴向和径向方向对称分布，发生匝间短路时，磁场强度明显高于正常情况下的磁场强度，大约为正常情况下的磁场强度的40-400倍，发生匝间短路的线圈周围的电场强度较大，随着从短路匝处向四周辐射，电场强度逐渐减小。

通过根据实际匝间短路场景假定的结果来进行仿真计算，得出实际匝间短路场景所对应的正常情况下和发生匝间短路情况下的仿真电磁场分布图，可以为计算线圈之间的电感量和阻抗值提供基础数据，从而可以精准地计算出干式空心电抗器发生匝间短路后的阻抗的变化量，为干式空心电抗器的保护配置提供更精准和科学的理论计算依据。

S6：根据所述干式空心电抗器电磁场分布图和所述短路匝电磁场分布图，以及线圈的电感量，计算得到短路匝阻抗变化量，所述短路匝阻抗变化量为干式空心电抗器发生匝间短路后的阻抗变化量。

在本申请实施例中，通过根据实际场景推断出的结果来仿真出干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，分别计算得出干式空心电抗器正常情况下和发生匝间短路情况下的线圈的电感量，然后根据电感量可以分别计算得出干式空心电抗器正常情况下和发生匝间短路情况下的阻抗值，两种情况下的阻抗值相减就可以得出短路匝阻抗变化量。

通过将根据实际场景推断出的结果作为前提条件计算干式空心电抗器的短路匝阻抗变化量，可以反推出计算得到的短路匝阻抗变化量所对应的实际短路情况，为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据。

图6为本申请的一种计算干式空心电抗器阻抗变化量的装置的框图。参照图6，该装置包括：

获取模块11，用于获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性；

第一搭建模块12，用于根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型；

第二搭建模块13，用于根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型；

设置模块14，用于根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数；

得到模块15，用于根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器电磁场分布图和短路匝电磁场分布图，所述短路匝电磁场分布图为干式空心电抗器发生匝间短路后的电磁场分布图；

计算模块16，用于根据所述干式空心电抗器电磁场分布图和所述短路匝电磁场分布图，以及线圈的电感量，计算得到短路匝阻抗变化量，所述短路匝阻抗变化量为干式空心电抗器发生匝间短路后的阻抗变化量。

在本申请实施例中，通过获取各种型号的干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料及绝缘材料的电磁特性来搭建各种模型和设置属性值函数，可以为搭建模型和设置属性值函数提供更接近实际情况的基础数据。

搭建完干式空心电抗器计算模型后，通过根据实际场景推断出的结果来搭建短路匝计算模型，并设置属性值函数，再进行仿真计算，得出各种电磁场分布图，以及线圈的电感量，从而可以计算得出匝间短路阻抗变化量，并反推出计算得到的短路匝阻抗变化量所对应的实际短路情况，为干式空心电抗器的保护配置提供更精确和科学的理论计算依据。

所述第一搭建模块12包括：

第一搭建单元，用于根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型；

第一设置单元，用于根据所述干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域；

第二设置单元，用于根据所述第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

第一得到单元，用于根据所述第一作用域、所述第一初始值、所述第一计算空间域边界条件和所述第一电源进行第一求解器配置和有限元网格划分，得到干式空心电抗器网格划分图。

在本申请实施例中，通过搭建干式空心电抗器计算模型，得出正常情况下的干式空心电抗器网格划分图，并将其作为原始数据，与发生匝间短路时的网格划分图进行对比，从而可以更客观精确地分析出发生匝间短路时的相关情况。

所述第二搭建模块13包括：

第二搭建单元，用于根据所述结构参数、所述短路匝数和所述短路位置搭建短路匝空间几何模型；

第三设置单元，用于根据所述短路匝空间几何模型设置第二计算空间域；

第四设置单元，用于根据所述第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

第二得到单元，用于根据所述第二作用域、所述第二初始值、所述第二计算空间域边界条件和所述第二电源进行第二求解器配置和有限元网格划分，得到短路匝网格划分图。

通过根据实际场景推断出的结果搭建短路匝计算模型，可以得出实际场景所对应的发生匝间短路时的网格划分图，为得出干式空心电抗器发生匝间短路时的电磁场分布图奠定了基础。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种计算阻抗变化量的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性；

根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型；

根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型；

根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数；

根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器在正常情况下和发生匝短路情况下的电磁场分布图；

根据干式空心电抗器在正常情况下和发生匝短路情况下的电磁场分布图，分别计算出干式空心电抗器正常情况下和发生匝间短路情况下的线圈之间的电感量，根据所述电感量分别计算得出干式空心电抗器正常情况下和发生匝间短路情况下的阻抗值，将两种情况下的阻抗值相减得到短路匝阻抗变化量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型包括：

根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型；

根据所述干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域；

根据所述第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

根据所述第一作用域、所述第一初始值、所述第一计算空间域边界条件和所述第一电源进行第一求解器配置和有限元网格划分，得到干式空心电抗器网格划分图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型包括：

根据所述结构参数、所述短路匝数和所述短路位置搭建短路匝空间几何模型；

根据所述短路匝空间几何模型设置第二计算空间域；

根据所述第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

根据所述第二作用域、所述第二初始值、所述第二计算空间域边界条件和所述第二电源进行第二求解器配置和有限元网格划分，得到短路匝网格划分图。

4.一种计算阻抗变化量的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取干式空心电抗器的结构参数、结构图、导线材料电磁特性和绝缘材料电磁特性；

第一搭建模块，用于根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器计算模型；

第二搭建模块，用于根据所述结构参数、短路匝数和短路位置搭建短路匝计算模型；

设置模块，用于根据所述导线材料电磁特性和所述绝缘材料电磁特性设置属性值函数；

得到模块，用于根据所述干式空心电抗器计算模型、所述短路匝计算模型和所述属性值函数，进行有限元仿真计算，得到干式空心电抗器在正常情况下和发生匝短路情况下的电磁场分布图；

计算模块，用于根据干式空心电抗器在正常情况下和发生匝短路情况下的电磁场分布图，分别计算出干式空心电抗器正常情况下和发生匝间短路情况下的线圈之间的电感量，根据所述电感量分别计算得出干式空心电抗器正常情况下和发生匝间短路情况下的阻抗值，将两种情况下的阻抗值相减得到短路匝阻抗变化量。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一搭建模块包括：

第一搭建单元，用于根据所述结构参数和所述结构图搭建干式空心电抗器空间几何模型；

第一设置单元，用于根据所述干式空心电抗器空间几何模型设置第一计算空间域；

第二设置单元，用于根据所述第一计算空间域设置场路计算方程的第一作用域和第一初始值、第一计算空间域边界条件和第一电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

第一得到单元，用于根据所述第一作用域、所述第一初始值、所述第一计算空间域边界条件和所述第一电源进行第一求解器配置和有限元网格划分，得到干式空心电抗器网格划分图。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二搭建模块包括：

第二搭建单元，用于根据所述结构参数、所述短路匝数和所述短路位置搭建短路匝空间几何模型；

第三设置单元，用于根据所述短路匝空间几何模型设置第二计算空间域；

第四设置单元，用于根据所述第二计算空间域设置场路计算方程的第二作用域和第二初始值、第二计算空间域边界条件和第二电源，所述场路计算方程包括电磁场计算方程和电路计算方程；

第二得到单元，用于根据所述第二作用域、所述第二初始值、所述第二计算空间域边界条件和所述第二电源进行第二求解器配置和有限元网格划分，得到短路匝网格划分图。