CN112035967A - 直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，包括：获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，能有效提高仿真的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。本发明还公开了一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置。
Description
技术领域
本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置。
背景技术
目前国内电网中，特高压直流输电线路日益增多，把能源从西部地区输送至东部如长三角、珠三角等发达地区，直流线路的落地点相对比较集中，如广州增城地区，当直流输电线路采用单极大地回路或双极不平衡运行方式时，会有巨大的直流电流经接地极流入大地，并在很大范围内造成地电位的变化。对于变压器中性点接地的交流系统，这种地电位的变化会使两个处于不同直流电位的变电站经输电线路构成回路，导致直流电流流经变压器中性点和变压器绕组，造成变压器铁芯半周磁饱和，即直流偏磁。直流偏磁会使铁芯高度饱和，导致漏磁增加，引起金属结构件和油箱过热，破坏绝缘，影响变压器的寿命。此外，直流偏磁下变压器还会产生大量的谐波，增加了变压器的无功消耗，并可能影响继电保护。同时，直流偏磁还会导致铁芯磁致伸缩加重，从而使变压器振动加剧、噪音加大，影响变压器的正常运行。
因此，针对上述变压器受直流偏磁影响的工况，急需开展变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真计算。
发明内容
本发明实施例提供一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，能有效提高仿真的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。
本发明一实施例提供一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，包括：
获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；
根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；
模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；
基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
作为上述方案的改进，在所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性之前，包括：
设置所述变压器几何模型中各部件的材料参数；
根据预设的变压器油箱外形尺寸，确定所述变压器几何模型的边界条件。
作为上述方案的改进，所述模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据，包括：
以预设的直流偏置电压模拟直流偏磁工况下的第一励磁电压数据；
以叠加所述直流偏置电压的正弦电压模拟直流偏磁工况下的第二励磁电压数据。
作为上述方案的改进，在所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性之前，还包括：
对所述变压器几何模型进行网格划分，得到变压器网格模型；
判断所述变压器网格模型中各部件的网格尺寸是否满足仿真求解范围中预设的精度要求条件，并判断所述网格尺寸是否达到预设的最大网格尺寸限值；
当所述网格尺寸未满足所述精度要求条件，且未达到所述最大网格尺寸限值时，则细化所述网格尺寸，直至所述网格尺寸满足所述精度要求条件或达到所述最大网格尺寸限值。
作为上述方案的改进，所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，包括：
分别设置第一仿真阶段和第二仿真阶段的求解参数；其中，所述求解参数包括求解时长和仿真步长；
当处于所述第一仿真阶段时，基于所述边界条件、所述第一励磁电压数据和所述第一仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第一仿真阶段的求解时长后，检测当前直流电流是否达到预设的稳态阈值；
当所述当前直流电流达到所述稳态阈值时，则进入所述第二仿真阶段，以所述边界条件、所述第二励磁电压数据和所述第二仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第二仿真阶段的求解时长时，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
作为上述方案的改进，所述检测当前直流电流是否达到预设的稳态阈值，还包括：
当所述当前直流电流未达到所述稳态阈值时，则延长所述第一仿真阶段的求解时长，直至当前直流电流达到所述稳态阈值。
本发明另一实施例对应提供了一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置，包括：
结构信息获取模块，用于获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；
模型构建模块，用于根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；
励磁电压模拟模块，用于模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；
仿真模块，用于基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
相比于现有技术，本发明实施例公开的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置，具有如下有益效果：
通过获取变压器的结构信息，其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系，根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型，模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据，基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，这样本发明可实现不同结构的变压器在不同直流偏磁工况下进行仿真，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，并能有效提高仿真的切合度，同时通过构建包括主磁路及漏磁路相关部件的变压器几何模型，保证了仿真计算的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。
本发明另一实施例提供了一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备，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直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法。
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直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的变压器几何模型的一种具体结构的示意图；
图3是本发明一实施例提供的励磁电压模拟电路的一种具体结构的示意图；
图4是本发明一实施例提供的励磁电流波形示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置的结构示意图。
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，是本发明一实施例提供的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101至S104。
S101、获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系。
S102、根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型。
示例性的，参见图2，是本发明一实施例提供的变压器几何模型的一种具体结构的示意图，在计算直流偏磁工况下空载电流时，为保障仿真计算的准确性，变压器几何模型中设有主磁路、漏磁路相关的部件，这样变压器几何模型包括铁芯11、磁屏蔽结构14及磁分路12。其次，变压器几何模型包括励磁线圈13，使得变压器从该励磁线圈13中励磁，非励磁线圈可以忽略。由此，如图2所示，励磁线圈13均套设在铁芯11上，磁分路12安装在励磁线圈13的上底面和下底面上，磁屏蔽结构14设于励磁线圈13的侧面上。优选的，由于仅少量漏磁穿透油箱，距变压器油箱表面500mm距离处的漏磁很小，基本可以忽略，因此在油箱外部建立空气包15。
在一些实施例中，所述方法还包括：
设置所述变压器几何模型中各部件的材料参数；
根据预设的变压器油箱外形尺寸，确定所述变压器几何模型的边界条件。
在本实施例中，空气包距油箱表面距离取500mm经验值，空气包各面的边界条件为默认的表面切向边界条件。此外，在变压器几何模型中材料参数的设置应结合具体实际。示例性的，变压器几何模型中各部件的材料参数可设置如下表1所示：
表1
S103、模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据。
在一具体实施例中，所述励磁电压数据包括第一励磁电压数据和第二励磁电压数据，步骤S103包括：
以预设的直流偏置电压模拟直流偏磁工况下的第一励磁电压数据；
以叠加所述直流偏置电压的正弦电压模拟直流偏磁工况下的第二励磁电压数据。
在本实施例中，参见图3，是本发明一实施例提供的励磁电压模拟电路的一种具体结构的示意图，采用外电路方式给变压器的励磁线圈进行励磁。其中，Coil#OSA、Coil#OSFA分别是A柱铁芯对应的一次绕组和调压绕组，Coil#OSB、Coil#OSFB分别是B柱铁芯对应的一次绕组和调压绕组。考虑到线圈呈感性，不利于计算快速达到稳定，则在电压源V1回路串联电阻R1，使得电流较快达到稳态。由于励磁电流不大，约几十安培，则该电阻R1设为10欧姆，电阻上的压降很小，基本不影响线圈的励磁状态。本实施例中选取较小的直流偏置电压，如-60V直流偏置电压，为避免合闸后线圈电感变小引起直流偏磁量变化过大。
示例性的，仿真过程中励磁电压分两个阶段，第一阶段是-60V的直流电压，由于线圈是个大电感，在较小的直流电压下，直流电流达到稳态需要较长的时间；第二阶段是叠加-60V直流电压的正弦电压。
在一些实施例中，所述方法还包括：
对所述变压器几何模型进行网格划分，得到变压器网格模型；
判断所述变压器网格模型中各部件的网格尺寸是否满足仿真求解范围中预设的精度要求条件，并判断所述网格尺寸是否达到预设的最大网格尺寸限值；
当所述网格尺寸未满足所述精度要求条件，且未达到所述最大网格尺寸限值时，则细化所述网格尺寸，直至所述网格尺寸满足所述精度要求条件或达到所述最大网格尺寸限值。
需要说明的是，本实施例中网格划分采用自适应划分的方式。具体的，设置各部件的最大网格尺寸限值，在自适应分析的过程中将细化误差较大位置的网格，直到满足求解范围中设定的精度要求条件或该位置的最大网格尺寸限值。示例性的，本实施例所设置的各部件的最大网格尺寸如下表2所示：
表2
S104、基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
在一具体实施例中，步骤S104包括：
分别设置第一仿真阶段和第二仿真阶段的求解参数；其中，所述求解参数包括求解时长和仿真步长；
当处于所述第一仿真阶段时，基于所述边界条件、所述第一励磁电压数据和所述第一仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第一仿真阶段的求解时长后，检测当前直流电流是否达到预设的稳态阈值；
当所述当前直流电流达到所述稳态阈值时，则进入所述第二仿真阶段，以所述边界条件、所述第二励磁电压数据和所述第二仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第二仿真阶段的求解时长时，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
在另一具体实施例中，当所述当前直流电流未达到所述稳态阈值时，则延长所述第一仿真阶段的求解时长，直至当前直流电流达到所述稳态阈值。
示例性的，参见图4，是本发明一实施例提供的励磁电流波形示意图，当处于第一仿真阶段时，即直流电压阶段，设置较长的仿真步长，如5000ms，设置较长的求解时长，如本例计算440000ms。根据边界条件、第一励磁电压和第一仿真阶段的求解参数，模拟直流偏磁工况下变压器的空载励磁电流和磁场情况，获得如图4所示的励磁电流波形以及直流偏磁工况下变压器磁场分布云图。如图4所示，励磁电流开始处于直流电流上升阶段，后达到直流电流稳态阶段。该阶段仿真完成后，检查直流电流是否达到稳态阈值，即当前是否处于直流电流稳态阶段。若直流电流未达到稳态阈值，则延长该阶段的求解时长，直至检测到当前处于直流电流稳态阶段。若直流电流达到稳态阈值，则进入第二仿真阶段。在第一仿真阶段的仿真完成后，磁路中已建立了稳态的直流磁势。
当处于计算第二阶段时，此阶段设置较精细的仿真步长，如0.5ms，考虑到电抗影响电流的稳定，此阶段的求解时长设置在1000ms。采用第二励磁电压(即叠加直流偏置电压的正弦电压)进行仿真，获得如图4所示的励磁电流波形以及直流偏磁工况下变压器磁场分布云图。
本发明实施例提供的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，通过获取变压器的结构信息，其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系，根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型，模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据，基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，这样本发明可实现不同结构的变压器在不同直流偏磁工况下进行仿真，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，并能有效提高仿真的切合度，同时通过构建包括主磁路及漏磁路相关部件的变压器几何模型，保证了仿真计算的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。
参见图5，是本发明一实施例提供的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置的结构示意图，包括：
结构信息获取模块201，用于获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；
模型构建模块202，用于根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；
励磁电压模拟模块203，用于模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；
仿真模块204，用于基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
优选的，所述装置还包括：
材料参数设置模块，用于设置所述变压器几何模型中各部件的材料参数；
边界条件设置模块，用于根据预设的变压器油箱外形尺寸，确定所述变压器几何模型的边界条件。
优选的，励磁电压模拟模块203包括：
第一励磁电压数据模拟单元，用于以预设的直流偏置电压模拟直流偏磁工况下的第一励磁电压数据；
第二励磁电压数据模拟单元，用于以叠加所述直流偏置电压的正弦电压模拟直流偏磁工况下的第二励磁电压数据。
优选的，所述装置还包括：
变压器网格模型构建模块，用于对所述变压器几何模型进行网格划分，得到变压器网格模型；
判断模块，用于判断所述变压器网格模型中各部件的网格尺寸是否满足仿真求解范围中预设的精度要求条件，并判断所述网格尺寸是否达到预设的最大网格尺寸限值；
网格尺寸细化模块，用于当所述网格尺寸未满足所述精度要求条件，且未达到所述最大网格尺寸限值时，则细化所述网格尺寸，直至所述网格尺寸满足所述精度要求条件或达到所述最大网格尺寸限值。
优选的，仿真模块204包括：
求解参数设置单元，用于分别设置第一仿真阶段和第二仿真阶段的求解参数；其中，所述求解参数包括求解时长和仿真步长；
第一仿真单元，用于当处于所述第一仿真阶段时，基于所述边界条件、所述第一励磁电压数据和所述第一仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第一仿真阶段的求解时长后，检测当前直流电流是否达到预设的稳态阈值；
第二仿真单元，用于当所述当前直流电流达到所述稳态阈值时，则进入所述第二仿真阶段，以所述边界条件、所述第二励磁电压数据和所述第二仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第二仿真阶段的求解时长时，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
优选的，仿真模块204包括：
第三仿真单元，用于当所述当前直流电流未达到所述稳态阈值时，则延长所述第一仿真阶段的求解时长，直至当前直流电流达到所述稳态阈值。
本发明实施例提供的一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置，通过获取变压器的结构信息，其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系，根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型，模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据，基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，这样本发明可实现不同结构的变压器在不同直流偏磁工况下进行仿真，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，并能有效提高仿真的切合度，同时通过构建包括主磁路及漏磁路相关部件的变压器几何模型，保证了仿真计算的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。
该实施例的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备包括：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，例如直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法实施例中的步骤。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。
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直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备中的执行过程。
所述直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备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。所述直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备的示例，并不构成对直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备的限定，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，例如所述直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备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，所述处理器是所述直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备的各个部分。
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，实现所述直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备的各种功能。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(Secure Digital,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，所述直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备集成的模块/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 (9)
1.一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，其特征在于，包括：
获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；
根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；
模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；
基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
2.如权利要求1所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，其特征在于，在所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性之前，包括：
设置所述变压器几何模型中各部件的材料参数；
根据预设的变压器油箱外形尺寸，确定所述变压器几何模型的边界条件。
3.如权利要求2所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，其特征在于，所述模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据，包括：
以预设的直流偏置电压模拟直流偏磁工况下的第一励磁电压数据；
以叠加所述直流偏置电压的正弦电压模拟直流偏磁工况下的第二励磁电压数据。
4.如权利要求3所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，其特征在于，在所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性之前，还包括：
对所述变压器几何模型进行网格划分，得到变压器网格模型；
判断所述变压器网格模型中各部件的网格尺寸是否满足仿真求解范围中预设的精度要求条件，并判断所述网格尺寸是否达到预设的最大网格尺寸限值；
当所述网格尺寸未满足所述精度要求条件，且未达到所述最大网格尺寸限值时，则细化所述网格尺寸，直至所述网格尺寸满足所述精度要求条件或达到所述最大网格尺寸限值。
5.如权利要求4所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，其特征在于，所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，包括：
分别设置第一仿真阶段和第二仿真阶段的求解参数；其中，所述求解参数包括求解时长和仿真步长；
当处于所述第一仿真阶段时，基于所述边界条件、所述第一励磁电压数据和所述第一仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第一仿真阶段的求解时长后，检测当前直流电流是否达到预设的稳态阈值；
当所述当前直流电流达到所述稳态阈值时，则进入所述第二仿真阶段，以所述边界条件、所述第二励磁电压数据和所述第二仿真阶段的求解参数对所述变压器网格模型进行仿真求解，并在达到所述第二仿真阶段的求解时长时，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
6.如权利要求5所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，其特征在于，所述检测当前直流电流是否达到预设的稳态阈值，还包括：
当所述当前直流电流未达到所述稳态阈值时，则延长所述第一仿真阶段的求解时长，直至当前直流电流达到所述稳态阈值。
7.一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置，其特征在于，包括：
结构信息获取模块，用于获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；
模型构建模块，用于根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；
励磁电压模拟模块，用于模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；
仿真模块，用于基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。
8.一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真设备，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6中任意一项所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法。
9.一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6中任意一项所述的直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113673083A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-19 | 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 | 一种变压器直流偏磁风险评估方法 |
| CN114638140A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-06-17 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 变压器在直流偏磁暂态过程下短期允许运行时长计算方法 |
| CN115983083A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-04-18 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电力变压器承受直流偏磁能力计算方法及系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105490600A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-04-13 | 华自科技股份有限公司 | 发电机励磁系统及其参数设计方法和系统 |
| CN105606920A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-05-25 | 通用电气公司 | 确定电力变换器的健康的当前和将来状态的系统和方法 |
| CN106250626A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-21 | 华北电力大学 | 一种基于l‑i曲线的特高压变压器空载直流偏磁快速计算方法 |
| CN106649935A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-05-10 | 华北电力大学 | 一种特高压变压器空载直流偏磁励磁电流实时计算方法 |
| CN106777836A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-05-31 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置 |
| CN110765685A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电抗器多物理场耦合的仿真方法、装置及存储介质 |
| CN111008473A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-14 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力设备的仿真分析方法、装置及存储介质 |
| CN111027197A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-17 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力设备仿真分析系统及方法 |
-
2020
- 2020-07-23 CN CN202010717079.5A patent/CN112035967B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105606920A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-05-25 | 通用电气公司 | 确定电力变换器的健康的当前和将来状态的系统和方法 |
| CN105490600A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-04-13 | 华自科技股份有限公司 | 发电机励磁系统及其参数设计方法和系统 |
| WO2017133548A1 (zh) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 华自科技股份有限公司 | 发电机励磁系统及其参数设计方法和系统 |
| CN106250626A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-21 | 华北电力大学 | 一种基于l‑i曲线的特高压变压器空载直流偏磁快速计算方法 |
| CN106649935A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-05-10 | 华北电力大学 | 一种特高压变压器空载直流偏磁励磁电流实时计算方法 |
| CN106777836A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-05-31 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种变压器直流偏磁仿真模拟方法及装置 |
| CN110765685A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电抗器多物理场耦合的仿真方法、装置及存储介质 |
| CN111008473A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-14 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力设备的仿真分析方法、装置及存储介质 |
| CN111027197A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-17 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电力设备仿真分析系统及方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| HAN D, ZHENG T, ZHU X, ET AL: ""The modeling and excitation characteristics of the transformer under DC bias"", 《SPRINGER NEW YORK》, no. 2014, pages 823 - 831 * |
| 党艳阳, 张欣宜, 马嫱等: ""直流偏磁条件下变压器励磁电流及铁心损耗计算"", 《变压器》, vol. 56, no. 10, pages 1 - 6 * |
| 王振浩, 佟昕, 齐伟夫: ""直流偏磁下变压器励磁电流仿真分析"", 《电测与仪表》, vol. 50, no. 10, pages 23 - 27 * |
| 铭, 李林达, 邹林等: ""直流牵引供电系统引起的变压器直流偏磁现象"", 《电子测试》, no. 23, pages 113 - 114 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113673083A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-19 | 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 | 一种变压器直流偏磁风险评估方法 |
| CN113673083B (zh) * | 2021-07-16 | 2023-08-18 | 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 | 一种变压器直流偏磁风险评估方法 |
| CN114638140A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-06-17 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 变压器在直流偏磁暂态过程下短期允许运行时长计算方法 |
| CN114638140B (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-02 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 变压器在直流偏磁暂态过程下短期允许运行时长计算方法 |
| CN115983083A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-04-18 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电力变压器承受直流偏磁能力计算方法及系统 |
| CN115983083B (zh) * | 2023-03-20 | 2023-07-04 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电力变压器承受直流偏磁能力计算方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112035967B (zh) | 2024-04-16 |
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