CN112052569B - 一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 - Google Patents
一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112052569B CN112052569B CN202010833006.2A CN202010833006A CN112052569B CN 112052569 B CN112052569 B CN 112052569B CN 202010833006 A CN202010833006 A CN 202010833006A CN 112052569 B CN112052569 B CN 112052569B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coil
- transformer
- wire
- model
- circulation loss
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 24
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 230000017105 transposition Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000000306 component Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000950638 Symphysodon discus Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- HOQADATXFBOEGG-UHFFFAOYSA-N isofenphos Chemical compound CCOP(=S)(NC(C)C)OC1=CC=CC=C1C(=O)OC(C)C HOQADATXFBOEGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Abstract
本发明适用于变压器技术领域，提供了一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置，所述计算方法包括：建立二维轴对称场，在所述二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型；对所述变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于所述电流计算对应线圈的环流损耗。本发明能够准确反映线圈内部并联导线间的相对位置和换位情况，计算出的变压器线圈的环流损耗更加客观、准确。
Description
技术领域
本发明属于变压器技术领域，尤其涉及一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置。
背景技术
变压器线圈是变压器的核心部件，变压器工作时在变压器线圈中通过电流，此电流产生的磁场穿过变压器线圈并联导线时会感应出电流，由此电流产生的损耗即为环流损耗。对环流损耗应该准确计算、严格控制，否则可能会导致变压器负载损耗超标，甚至会使变压器线圈热点温度过高影响变压器的安全运行。
现有技术都是通过建立变压器线圈的线圈级模型来仿真计算环流损耗，然而，该方法没有考虑到线圈内部各并联导线的位置和换位情况对产生的磁场的影响，进而影响了环流损耗的计算精度，计算结果不够客观，准确性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置，以解决现有技术无法客观、准确的计算变压器线圈的环流损耗的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种变压器线圈环流损耗计算方法，包括：
建立二维轴对称场，在二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；
连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型；
对变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于该电流计算对应线圈的环流损耗。
本发明实施例的第二方面提供了一种变压器线圈环流损耗计算装置，包括：
建模单元，用于建立二维轴对称场，在二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型；
仿真计算单元，用于对变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于该电流计算对应线圈的环流损耗。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现任一项变压器线圈环流损耗计算方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任一项变压器线圈环流损耗计算方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明通过在建立变压器模型时，对需要计算环流损耗的变压器线圈进行导线级建模，能够准确反映线圈内部并联导线间的相对位置和换位情况，通过对生成的变压器模型进行二维时谐场仿真，提取需要计算环流损耗的线圈的电流来计算对应线圈的环流损耗，计算结果更加客观、准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例提供的变压器线圈环流损耗计算方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的变压器模型的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的导线级模型的电路连接示意图；
图4是本发明实施例提供的不对称运行的三相变压器模型图和电路连接示意图；
图5是本发明实施例提供的多脉波变压器模型图和电路连接示意图；
图6是本发明实施例提供的变压器线圈环流损耗计算装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的变压器线圈环流损耗计算方法的实现流程图，详述如下：
步骤S101，建立二维轴对称场，在二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型。
如图2所示，在本发明实施例中，首先建立二维轴对称场，二维轴对称场可以包括变压器的油箱模型21和铁心模型22，油箱模型21代表变压器的油箱，铁心模型22代表变压器的铁心柱或由多段分隔的铁饼组成的铁心柱，23为建立线圈级模型的线圈，24为建立导线级模型的线圈，25表示导线级模型24中的其中一根导线模型。在本发明实施例中，通过导线级模型与线圈级模型相结合的方法，可以降低变压器线圈环流损耗仿真计算量，提高仿真效率。
应理解的是，图2仅为以铁心柱中心(即铁心模型22的左侧线段)为对称轴的轴对称模型截面，实际模型应为立体模型，例如，油箱模型21为上表面和下表面均封闭的圆筒，铁心柱模型22位于油箱模型21中心，为圆柱体，线圈级模型模型23和导线级模型24环绕铁心柱模型22。在实际中，计算环流损耗的变压器线圈由并联的多根导线绕制而成，对应于导线级模型24中，导线级模型24由并联的多根导线模型25绕制而成。
可选的，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型，包括：
对于需要计算环流损耗的某个线圈，对其纵截面上的每匝导线均生成绕组模型；
基于并联的多根导线在纵截面中的相对位置，将属于同一根导线的绕组模型连接，形成并联的多条导线电路。
在本发明实施例中，可以采用程序驱动参数化建模来降低建立变压器线圈导线级模型的繁琐程度，对需要计算环流损耗线圈的纵截面上的每一匝导线都按实际位置和尺寸生成绕组模型，并根据并联的多根导线在纵截面中的相对位置，将属于同一根导线的绕组模型首尾相连，最后形成并联的多条导线电路，得到该线圈的导线级模型，如图3所示。
步骤S102，连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
在本发明实施例中，以线圈为单位，根据实际变压器中线圈的连接关系，连接各导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
步骤S103，对变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于该电流计算对应线圈的环流损耗。
在本发明实施例中，对变压器模型进行二维时谐场仿真时，可以按变压器线圈实际通过的电流情况在回路中加入激励源，激励源通常为交流电流源，然后根据实际变压器使用的材料，对变压器模型中的铁心模型、油箱模型和变压器线圈等赋予材料属性，并为变压器模型分配mesh空间，mesh取值范围应不大于导线的宽度，最后，利用通用电磁场仿真软件对变压器模型进行二维时谐场仿真计算，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于该电流计算对应线圈的环流损耗。
可选的，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于所述电流计算对应线圈的环流损耗可以详述为：
对于需要计算环流损耗的某个线圈，提取其对应的导线级模型中每条导线电路的电流；
基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗。
可选的，基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗可以通过以下公式来实现：
式中，W为线圈的环流损耗，N为线圈并联的导线电路数，in为第n条导线电路的电流有效值，rn为第n条导线电路的电阻值，I为线圈中通过的电流有效值，R为线圈的电阻值。
在本发明实施例中，通过从仿真结果中提取线圈导线级模型中并联的各导线电路的电流，计算各导线电路的环流损耗，用各导线电路的环流损耗代数和减去线圈理论电阻损耗的方法求得该变压器线圈的环流损耗，计算结果更加客观、准确。
可选的，在上述步骤S101中，
若变压器为单相变压器或对称运行的三相变压器，则建立一组二维轴对称场；
若变压器为不对称运行的三相变压器，则建立三组同轴排列的二维轴对称场，代表变压器的三相系统。
在本发明实施例中，若变压器为单相变压器，或变压器为对称运行的三相变压器，变压器的三相相同，则只需建立一组二维轴对称场。
若变压器为不对称运行的三相变压器，则需建立三组同轴排列的二维轴对称场，代表变压器的三相系统，可以对任意一组或多组二维轴对称场中需要计算环流损耗的线圈建立导线级模型，其余线圈建立线圈级模型，根据实际三相电路中各线圈的连接情况连接各导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型，并仿真计算需要计算环流损耗的线圈的环流损耗，步骤如S101-S103。例如图4所示，图4a为生成的三相变压器模型，包括三组同轴排列的二维轴对称模型，分别代表三相变压器的一相、二相和三相，在一相中建立线圈级模型a和导线级模型A，在二相中建立线圈级模型b和线圈级模型B，在三相中建立线圈级模型c和线圈级模型C，并根据实际三相变压器的电路连接线圈级模型a、线圈级模型b和线圈级模型c，以及根据实际三相变压器的电路连接导线级模型A、线圈级模型B和线圈级模型C，如图4b和图4c所示。
在三相变压器模型中，可以将变压器的油箱材料设置为导磁材料，将各组二维轴对称场模型的磁场限制在油箱内部，使三相间的磁场不会互相干扰。
可选的，若变压器为多脉波变压器，则生成变压器模型的方法为：
建立二维轴对称场，在二维轴对称场中，对于多脉波变压器中需要计算环流损耗的联结组，对该联结组中的线圈建立导线级模型；对于多脉波变压器中不需要计算环流损耗的联结组，对该联结组中的线圈建立线圈级模型；
连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
在本发明实施例中，变压器也可以是多脉波变压器，多脉波变压器是一种特殊的三相变压器，其阀测往往由与网侧对应的多个不同输出相位的线圈组合成一个线圈，这些输出不同相位的线圈之间没有电气上的连接，而是三相间接成联结组，多个联结组合成输出多脉波。在本发明实施例中，可以将与网侧对应的由多个输出不同相位的线圈组合成的阀侧线圈中一组同一联结组的线圈用导线级建模，其余线圈用线圈级建模，生成变压器模型。
例如图5a所示的多脉波变压器模型中，阀侧的线圈模型510由移相线圈模型和基本线圈模型组成，对应于网侧的线圈模型51，依次类推。
在网侧，参照图5b所示，线圈模型51、线圈模型54和线圈模型57组成网侧联结组1，线圈模型52、线圈模型55和线圈模型58组成网侧联结组2，线圈模型53、线圈模型56和线圈模型59组成网侧联结组3，网侧联结组中的线圈均建立线圈级模型。
在阀侧，线圈模型510、线圈模型540和线圈模型570组成阀侧联结组1，如图5c；线圈模型520、线圈模型550和线圈模型580组成阀侧联结组2，如图5d；线圈模型530、线圈模型560和线圈模型590组成阀侧联结组3，如图5e。其中，阀侧联结组1和阀侧联结组2中的线圈建立线圈级模型，阀侧联结组3中的线圈建立导线级模型。
图5仅示出了3个联结组来进行说明，实际多脉波变压器线圈结构更为复杂，可包含更多联结组。
由以上内容可知，本发明通过在建立变压器模型时，对需要计算环流损耗的变压器线圈进行导线级建模，能够准确反映线圈内部并联导线间的相对位置和换位情况，通过对生成的变压器模型进行二维时谐场仿真，提取需要计算环流损耗的线圈的电流来计算对应线圈的环流损耗，计算结果更加客观、准确。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图6是本发明实施例提供的变压器线圈环流损耗计算装置的结构示意图，如图6所示，该装置6包括：
建模单元61，用于建立二维轴对称场，在二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
可选的，建模的单元61还用于，
对于需要计算环流损耗的某个线圈，对其纵截面上的每匝导线均生成绕组模型；
基于并联的多根导线在纵截面中的相对位置，将属于同一根导线的绕组模型连接，形成并联的多条导线电路。
仿真计算单元62，用于对变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于该电流计算对应线圈的环流损耗。
可选的，仿真计算单元62还用于，
对于需要计算环流损耗的某个线圈，提取其对应的导线级模型中每条导线电路的电流；
基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗。
可选的，上述基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗可以通过以下公式来实现
式中，W为线圈的环流损耗，N为线圈并联的导线电路数，in为第n条导线电路的电流有效值，rn为第n条导线电路的电阻值，I为线圈中通过的电流有效值，R为线圈的电阻值。
可选的，建模的单元61还用于，
若变压器为单相变压器或对称运行的三相变压器，则建立一组二维轴对称场；
若变压器为不对称运行的三相变压器，则建立三组同轴排列的二维轴对称场，代表变压器的三相系统。
可选的，建模的单元61还用于，若变压器为多脉波变压器，则建立二维轴对称场，在所述二维轴对称场中，对于多脉波变压器中需要计算环流损耗的联结组，对该联结组中的线圈建立导线级模型；对于多脉波变压器中不需要计算环流损耗的联结组，对该联结组中的线圈建立线圈级模型；
连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
图7是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。如图7所示，该实施例的终端设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在存储器71中并可在处理器70上运行的计算机程序72。该处理器70执行计算机程序72时实现上述各个变压器线圈环流损耗计算方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，处理器70执行计算机程序72时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图6所示模块61至62的功能。
示例性的，计算机程序72可以被分割成一个或多个模块，该一个或者多个模块被存储在存储器71中，并由处理器70执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序72在终端设备7中的执行过程。例如，计算机程序72可以被分割成建模模块61和仿真计算模块62，各模块具体功能如下：
建模单元61，用于建立二维轴对称场，在二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；
连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
仿真计算单元62，用于对变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于该电流计算对应线圈的环流损耗。
终端设备7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。终端设备7可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备7的示例，并不构成对终端设备7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，例如终端设备7还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器70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。
存储器71可以是终端设备7的内部存储单元，例如终端设备7的硬盘或内存。存储器71也可以是终端设备7的外部存储设备，例如终端设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器71还可以既包括终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器71用于存储计算机程序以及终端设备7所需的其他程序和数据。存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
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，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，计算机程序包括计算机程序代码，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。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，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。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种变压器线圈环流损耗计算方法，其特征在于，包括：
建立二维轴对称场，在所述二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；
连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型；
对所述变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于所述电流计算对应线圈的环流损耗；
所述需要计算环流损耗的线圈由并联的多根导线绕制而成；所述对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型，包括：
对于需要计算环流损耗的某个线圈，对其纵截面上的每匝导线均按实际位置和尺寸生成绕组模型，并根据并联的多根导线在纵截面中的相对位置，将属于同一根导线的绕组模型首尾连接，形成并联的多条导线电路；
所述从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于所述电流计算对应线圈的环流损耗包括：
对于需要计算环流损耗的某个线圈，提取其对应的导线级模型中每条导线电路的电流，基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗。
2.如权利要求1所述的变压器线圈环流损耗计算方法，其特征在于，所述基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗包括：
式中，W为线圈的环流损耗，N为线圈并联的导线电路数，in为第n条导线电路的电流有效值，rn为第n条导线电路的电阻值，I为线圈中通过的电流有效值，R为线圈的电阻值。
3.如权利要求1所述的变压器线圈环流损耗计算方法，其特征在于，
若所述变压器为单相变压器或对称运行的三相变压器，则建立一组二维轴对称场；
若所述变压器为不对称运行的三相变压器，则建立三组同轴排列的二维轴对称场，代表变压器的三相系统。
4.如权利要求1所述的变压器线圈环流损耗计算方法，其特征在于，若所述变压器为多脉波变压器，则所述生成变压器模型的方法为：
建立二维轴对称场，在所述二维轴对称场中，对于多脉波变压器中需要计算环流损耗的联结组，对该联结组中的线圈建立导线级模型；对于多脉波变压器中不需要计算环流损耗的联结组，对该联结组中的线圈建立线圈级模型；
连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型。
5.一种变压器线圈环流损耗计算装置，其特征在于，包括：
建模单元，用于建立二维轴对称场，在所述二维轴对称场中，对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型；对于不需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的线圈级模型；连接各个导线级模型和线圈级模型，生成变压器模型；所述需要计算环流损耗的线圈由并联的多根导线绕制而成；所述对于需要计算环流损耗的线圈，建立该线圈的导线级模型，包括：对于需要计算环流损耗的某个线圈，对其纵截面上的每匝导线均按实际位置和尺寸生成绕组模型，并根据并联的多根导线在纵截面中的相对位置，将属于同一根导线的绕组模型首尾连接，形成并联的多条导线电路；
仿真计算单元，用于对所述变压器模型进行二维时谐场仿真，从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于所述电流计算对应线圈的环流损耗；所述从仿真结果中提取需要计算环流损耗的线圈的电流，基于所述电流计算对应线圈的环流损耗包括：对于需要计算环流损耗的某个线圈，提取其对应的导线级模型中每条导线电路的电流，基于各导线电路的电流，计算该线圈的环流损耗。
6.一种终端设备，包括存储器、处理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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述变压器线圈环流损耗计算方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述变压器线圈环流损耗计算方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010833006.2A CN112052569B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010833006.2A CN112052569B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112052569A CN112052569A (zh) | 2020-12-08 |
| CN112052569B true CN112052569B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=73600588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010833006.2A Active CN112052569B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112052569B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3164981U (ja) * | 2009-10-14 | 2010-12-24 | レアレル ワールド ハイテク コーポレーション | 電磁機器に適用される対称並列誘導コイル |
| CN108418206A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-17 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 干式平波电抗器损耗计算方法和装置以及评估方法和装置 |
| CN209167442U (zh) * | 2018-11-30 | 2019-07-26 | 保定天威保变电气股份有限公司 | 一种模拟变压器层间线圈环流损耗的实验装置 |
| CN110265211A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 吴江变压器有限公司 | 一种连续式线圈多根并绕导线换位结构 |
| CN210181138U (zh) * | 2019-05-10 | 2020-03-24 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种换流变压器故障模拟平台 |
-
2020
- 2020-08-18 CN CN202010833006.2A patent/CN112052569B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3164981U (ja) * | 2009-10-14 | 2010-12-24 | レアレル ワールド ハイテク コーポレーション | 電磁機器に適用される対称並列誘導コイル |
| CN108418206A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-17 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 干式平波电抗器损耗计算方法和装置以及评估方法和装置 |
| CN209167442U (zh) * | 2018-11-30 | 2019-07-26 | 保定天威保变电气股份有限公司 | 一种模拟变压器层间线圈环流损耗的实验装置 |
| CN210181138U (zh) * | 2019-05-10 | 2020-03-24 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种换流变压器故障模拟平台 |
| CN110265211A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 吴江变压器有限公司 | 一种连续式线圈多根并绕导线换位结构 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| ±800 kV换流变压器调压引线电流引起的结构件环流研究;周训通等;《高电压技术》;第44卷(第07期);2424-2432 * |
| 单螺旋绕组变压器支路电流的场路耦合计算及分析;郭健等;《电工技术学报》;第25卷(第04期);65-70 * |
| 基于泛克里金模型的电力变压器绕组导线换位优化设计;武剑飞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》(第1期);23-40 * |
| 基于漏磁场分析结果的单螺旋绕组换位位置优化;魏萍等;《变压器》;第53卷(第04期);12-15 * |
| 大型变压器低压线圈中的环流分布及损耗计算;姚春球;《武汉大学学报(工学版)》(第02期);119-135 * |
| 整流变压器绕组漏磁计算及线圈结构优化;李大华;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》(第2期);C042-299 * |
| 油浸式变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法研究;廖才波等;《科学技术与工程》;第14卷(第36期);67-71 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112052569A (zh) | 2020-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| De Leon et al. | Efficient calculation of elementary parameters of transformers | |
| Amoiralis et al. | Global transformer optimization method using evolutionary design and numerical field computation | |
| Xie et al. | Voltage stress modeling and measurement for random-wound windings driven by inverters | |
| CN106407499A (zh) | 一种三相变压器三维电磁场的计算方法及装置 | |
| CN109145447A (zh) | 一种可控磁饱和电抗器建模方法 | |
| CN112052569B (zh) | 一种变压器线圈环流损耗计算方法及装置 | |
| Romanyuk et al. | Wye-connected current transformers simplified model validation in MATLAB-Simulink | |
| Bigdeli et al. | Identification of transient model parameters of transformer using genetic algorithm | |
| Andreev et al. | Development and research of mathematical model of current transformer reproducing magnetic hysteresis based on Preisach theory | |
| CN114417555A (zh) | 变压器建模方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| Cai et al. | Numerical extraction of partial inductance of package reference (power/ground) planes | |
| Najafi et al. | A novel concept for derating of transformer under unbalance voltage in the presence of non linear load by 3-D finite element method | |
| Ranta et al. | Inclusion of hysteresis and eddy current losses in nonlinear time-domain inductance models | |
| Tamilselvi et al. | Evolutionary algorithm-based design optimization for right choice of transformer conductor material and stepped core | |
| 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 | |
| Bigdeli et al. | Applying intelligent optimization algorithms for evaluation of transformer black box model | |
| CN113190964B (zh) | 一种单相四柱变压器饱和模型创建方法 | |
| CN113569383B (zh) | 单相四柱变压器的仿真模型创建方法、系统、介质及设备 | |
| CN117077610B (zh) | 用于集成电路的螺旋电感自动生成方法 | |
| Faghihi et al. | Reduction of leakage magnetic field in electromagnetic systems based on active shielding concept verified by eigenvalue analysis | |
| CN117973134A (zh) | 一种基于电压方程的干式空心电抗器李萨如图计算方法与相关装置 | |
| McDermott et al. | Distribution feeder and induction motor modeling with VHDL-AMS | |
| Ewald et al. | Analytical fringing field model for efficient winding loss calculation in gapped foil inductors | |
| Diaz et al. | Methodology for fast calculation of impedance matrix of power transformers for high frequency transient studies | |
| CN116595919A (zh) | 一种变压器电路模型构建方法、装置、设备及存储介质 |
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 |