CN116933696B - 变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法 - Google Patents
变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116933696B CN116933696B CN202311188782.1A CN202311188782A CN116933696B CN 116933696 B CN116933696 B CN 116933696B CN 202311188782 A CN202311188782 A CN 202311188782A CN 116933696 B CN116933696 B CN 116933696B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire
- transformer
- current
- wires
- 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
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 230000017105 transposition Effects 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/30—Circuit design
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
-
- 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
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/16—Cables, cable trees or wire harnesses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Abstract
本发明揭示了变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其中，在获得变压器各绕组股导线和根导线的结构形式的基础上建立根导线回路电路模型，结合T型等效回路获得各股各根导线总电流，建立考虑多股多根导线并联的变压器绕组有限元模型，以三角形单元通过线性插值的一阶有限元法对变压器模型进行离散，计算获得各根导线回路的标幺值为电流分配系数，从而得到各根导线回路流过的电流。
Description
技术领域
本发明属于变压器技术领域，特别是一种变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法。
背景技术
电流是计算变压器漏磁场和电磁力的激励源，对电流分布特性的准确计算是电磁力和绕组形变动态过程计算的基础。在电力变压器中，为了保证绕组匝导线的电流密度在允许范围内，通常采用多股多根导线并联的方式增加导线的截面积。但多股多根并联导线在绕组中空间位置差异会改变各导线支路的等效漏感抗，进而引起电流分布的不均匀。为减小电流不均匀程度，对股导线或者根导线采用了换位的方法，这一措施提高了各股各根导线之间电流的均匀性，但并不能完全消除各股各根导线间的电流差异。目前在研究变压器内电流分布特性时，均认为匝导线内电流是均匀分布的。上述方法的缺点在于忽略了由于各股各根导线空间位置不一致带来的差异性，进而影响绕组细观结构上电磁力分布计算的准确性。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，本发明的目的是通过以下技术方案予以实现：
一种变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，其包括以下步骤，
基于变压器绕组的匝导线中多股多根导线并联结构获得每匝导线中的股导线数以及股导线中的根导线数目，基于多股多根导线并联结构建立变压器绕组的T型等效回路，所述变压器绕组的T型等效回路中，变压器一次侧绕组被等效为一次阻抗，变压器二次侧绕组被等效为一次阻抗，励磁支路等效于励磁阻抗，基于T型等效回路获得流过多股多根导线并联结构的总电流；
基于所述总电流获得各根导线支路电流与总电流之间的关系，以及进一步获得各导线支路电流之间的比例；
基于各导线支路电流之间的比例获得各根导线支路电流分布比例系数的数值矩阵并建构变压器有限元模型；
通过线性插值的一阶有限元法离散所述变压器有限元模型，获得离散后的有限元方程；
通过离散后的有限元方程求解所述变压器有限元模型，获得各股各根导线的电流标幺值，并将其作为各根导线回路对应的电流比例系数，最终得到各根导线回路流过的电流。
优选的，
所述各根导线支路电流与总电流之间的关系为：
,
其中，
i从1取值至m，j从1取值至n，
i k 为变压器内第k个绕组的匝导线总电流，单位为A，
i kij 为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线的电流，单位为A。
优选的，
所述各导线支路电流之间的比例为：
,
其中，X kij 为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线对应的等效漏感抗。
优选的，
建构变压器有限元模型，具体包括：
以铁心柱中心轴为对称轴，以铁心窗边界为漏磁场计算域边界建构变压器有限元模型，对于多股多根导线中的第k个绕组m´n根导线支路沿辐向依次排列，其中，各根导线支路沿圆周方向绕制为圆柱壳体结构，分别采用矩形截面进行等效，变压器有限元模型对应的边值问题为：
，
其中，A为矢量磁位的圆周分量；r为半径；m为磁导率；J为电流密度；G 1、G 2、G 3、G 4为漏磁场计算域边界，z为高度。
优选的，
离散后的有限元方程为:
，
其中，K为刚度矩阵；A为矢量磁位矩阵；b为线圈电流产生的列向量，
在绕组区域有如下约束条件：
，
其中，为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线的电流标幺值。
优选的，
最终得到的各根导线回路流过的电流为：
。
优选的，
T型等效回路中，变压器原、副边绕组分别等效为一个阻抗支路，并统一折算到原边绕组侧，
，
其中，i 1为变压器原边绕组短路电流，i 2为变压器副边绕组短路电流，U m为变压器原边绕组电流峰值，|Z|为归算到原边侧的总阻抗，w为电源角频率，R为短路阻抗电阻分量，L短路阻抗电感分量，t为时间，N1为原边绕组匝数，N2为副边绕组匝数。
优选的，所述变压器有限元模型为轴对称模型。
优选的，所述匝导线为螺旋式绕组的换位导线或连续式绕组的组合导线。
优选的，换位导线包含4股导线，每股导线由奇数根平行排列的导线换位绕制而成，组合导线包含2股导线，每股导线由辐向平行排列的导线组成，各根导线之间不换位。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法通过分析匝导线中多股多根导线结构，考虑到各导线支路空间位置的不同对电流分布均匀性的影响，从而能够更准确的获得匝导线中电流分布规律，为后续变压器电磁力计算和受力形变过程分析提供更为可靠的依据。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的变压器多股多根导线并联结构绕制方式示意图。
图2是根据本发明一个实施例的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的外部短路工况下双绕组变压器T型等效回路的示意图。
图3是根据本发明一个实施例的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的绕组匝导线多股多根导线的等效电路示意图。
图4是根据本发明一个实施例的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的变压器有限元模型示意图。
图5是根据本发明一个实施例的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的三角形剖分单元示意图。
图6是根据本发明一个实施例的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的电流不均匀分布时低压绕组内侧股导线上的短路电磁力线密度变化示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，如图1-6所示，变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法包括，
基于变压器绕组的匝导线中多股多根导线并联结构获得每匝导线中的股导线数以及股导线中的根导线数目，基于多股多根导线并联结构建立变压器绕组的T型等效回路，所述变压器绕组的T型等效回路中，变压器一次侧绕组被等效为一次阻抗，变压器二次侧绕组被等效为一次阻抗，励磁支路等效于励磁阻抗，基于T型等效回路获得流过多股多根导线并联结构的总电流；
基于所述总电流获得各根导线支路电流与总电流之间的关系，以及进一步获得各导线支路电流之间的比例；
基于各导线支路电流之间的比例获得各根导线支路电流分布比例系数的数值矩阵并建构变压器有限元模型；
通过线性插值的一阶有限元法离散所述变压器有限元模型，获得离散后的有限元方程；
通过离散后的有限元方程求解所述变压器有限元模型，获得各股各根导线的电流标幺值，并将其作为各根导线回路对应的电流比例系数，最终得到各根导线回路流过的电流。
具体的电流比例系数数值由有限元数值法获得。要想开展有限元计算，具备以下条件：
一、几何建模，如图4所示；
二、网格剖分，如图5所示；示例性的，其通过如下3个矢量磁位进行剖分：
,
，
，
其中，每个矢量磁位由r和z两个维度表示。
三、控制方程和边界条件，也就是边值问题对应公式；
有限元的具体求解方式可以是MATLAB数值求解，也可以使用有限元商业软件求解。值得注意的是，具体有限元模型的任何软件不是本发明的重点。
所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的优选实施例中，T型等效回路中，变压器原、副边绕组分别等效为一个阻抗支路，并统一折算到原边绕组侧，
,
其中，i 1为变压器原边绕组短路电流，i 2为变压器副边绕组短路电流，U m为变压器原边绕组电流峰值，|Z|为归算到原边侧的总阻抗，w为电源频率，R为短路阻抗电阻分量，L短路阻抗电感分量。
所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的优选实施例中，所述变压器有限元模型为轴对称模型。
所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的优选实施例中，所述匝导线为螺旋式绕组的换位导线或连续式绕组的组合导线。
所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法的优选实施例中，换位导线包含4股导线，每股导线由奇数根平行排列的导线换位绕制而成，组合导线包含2股导线，每股导线由辐向平行排列的导线组成，各根导线之间不换位。
在一个实施例中，方法包括，
获得变压器绕组匝导线中多股多根导线的并联形式，获得每匝导线中的股导线数，获得股导线的形式，获得每股导线中的根导线数目。为了保证绕组匝导线的电流密度在允许范围内，通常采用多股多根导线并联的方式增加匝导线的截面积。图1为变压器绕组中典型的匝导线多股多根并联绕制方式。图1中连续式绕组的匝导线包含2股导线，每股导线由辐向平行排列的导线组成，各根导线之间不换位，属于组合导线。图1中螺旋式绕组的匝导线包含4股导线，每股导线由奇数根平行排列的导线换位绕制而成，属于换位导线。
能够发现，图1示意了典型的连续式绕组、单螺旋式绕组中的匝导线、股导线1、股导线2等，也示意了：
连续式绕组中，多根扁铜线组成1股组合导线；
单螺旋式绕组中，多根扁铜线组成1股换位导线。
进一步的，建立变压器绕组的T型等效回路，获得流过多股多根并联的总电流。在得到匝导线内部多股多根导线的结构形式后，下一步是获得流过匝导线的总电流，也就是多股多根并联导线的总电流。以外部短路工况为例，说明这一计算过程。图2为外部短路工况下双绕组变压器T型等效回路，变压器原、副边绕组分别等效为一个阻抗支路，并统一折算到原边绕组侧，计算变压器总阻抗。值得注意的是变压器铁心在外部短路故障上没有饱和，计算时不需要考虑铁心励磁曲线的非线性。图2作为一种等效电路，其示意了：
相电压，
阻抗R1，阻抗Rm，
阻抗，
等效复阻抗 ，
等效复阻抗
等效复阻抗，
以及等效阻抗
结合图2，外部短路时流过多股多根导线的总电流如式（1）所示。即i 1为原边绕组中多股多根导线中流过的总电流，也是原边绕组匝导线中流过的总电流。i 2为副边绕组中多股多根导线中流过的总电流，也是副边绕组匝导线中流过的总电流。
（1），
其中，i 1为变压器原边绕组短路电流，i 2为变压器副边绕组短路电流，U m为变压器原边绕组电流峰值，|Z|为归算到原边侧的总阻抗，w为电源频率，R为短路阻抗电阻分量，L短路阻抗电感分量。
建立多股多根导线并联等效电路，获得各根导线支路电流与总电流之间的关系，分析各导线支路的电流分配系数。
在得到流过各股各根导线总电流后，需要获得各根导线支路电流与总电流之间的关系。组成一匝导线的多根导线之间是并联关系，其等效电路如图3所示，其中忽略了导线支路电阻。由于各根导线支路之间是并联关系，故各支路导线电流与总电流之间的关系如式（2）所示：
（2）,
其中，i k 为变压器内第k个绕组的匝导线总电流，单位为A；
i kij 为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线的电流，单位为A。
式中，假设匝导线中包含m股组合导线或者换位导线，而每股导线中包含n根导线。图2中共有m´n根导线组成的支路。由于各导线支路为并联关系，各导线支路电流之间的比例如式（3）所示：
（3）,
其中，X kij 为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线对应的等效漏感抗。
可以看出，要想获得各导线支路的电流关键在于获得各导线支路的电流分配系数。而式（3）表明，电流分配系数与该导线支路的等效漏阻抗有关。
为充分考虑匝导线中各股各根导线空间结构的变化，等效漏感抗不通过解析公式直接获得，采用数值计算的方法进行求解。
建构变压器有限元模型，获得各根导线支路电流分布比例系数的数值矩阵。首先阐述有限元模型的建构方法。绕组整体呈现圆柱形，对应的有限元模型为轴对称模型，如图4所示。其中，在模型中忽略铁心沿圆周的不对称性，以铁心柱中心轴为对称轴，以铁心窗边界为漏磁场计算域边界。
第k个绕组m´n根导线支路沿辐向依次排列，各根导线支路沿圆周方向绕制为圆柱壳体结构，分别采用矩形截面进行等效。
该准静态磁场问题可以归结为矢量磁位的泊松方程定解问题。由于铁心相对磁导率远大于变压器油，在边界处磁力线垂直于边界，为自然边界条件。该有限元模型对应的边值问题如式（4）所示：
（4）,
其中，A为矢量磁位的圆周分量；r为半径；m为磁导率；J为电流密度；G 1、G 2、G 3、G 4为漏磁场计算域边界。
采用图5所示的三角形单元，通过线性插值的一阶有限元法对图4中的变压器模型进行离散，获得式（5）中的有限元方程：
（5）,
其中，K为刚度矩阵；A为矢量磁位矩阵；b为线圈电流产生的列向量。
式（5）中，对于电流矩阵b，在非绕组区域，电流为0。
在绕组区域，电流为电流密度取标幺值，有如下约束条件，如式（6）所示：
（6）
其中，为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线的电流标幺值。
求解上述有限元模型，获得各根导线回路电流的标幺值，也就获得了各根导线回路电流的电流分配比例系数。则各导线回路的电流如式（7）所示：
（7）。
实施例
以某110 kV变压器低压绕组为例，其参数如表1所示。根据上述模型计算得到的变压器各股导线中电流分布如表2所示。低压绕组由两股导线构成，两股导线峰值短路电流分别为15.52 kA和14.82 kA。按照电流均匀分布（两股导线峰值短路电流均为15.17kA）和实际电流不均匀分布为激励，获得了低压绕组靠近铁心的股导线短路电磁力线密度分布，如图6所示，其示意了电流不均匀分布和电流均匀分布的两种情形下，纵轴所示导线短路电磁力线密度与横轴所示线饼的关系，其中，电流不均匀分布时，换位区域处发生明显变化。可以看出，由于各股导线线密度的差异，电磁力的分布的确发生了明显变化，线圈内侧股导线上的辐向电磁力再换位前后发生变化，由38号线饼的-8.13kN/m变为41号线饼的-8.73kN/m，变化率为7.4%。这说明多股多根导线中电流分布的不均匀现象是值得关注并定量计算的。
表1 变压器绕组参数
表2 各股导线中电流分布
变压器绕组中典型的匝导线多股多根并联绕制方式，各根导线空间位置的不同导致对应支路的等效阻抗不一致，进而引起了电流的差异。本电流分布计算方法首先获得变压器各绕组股导线和根导线的结构形式，在此基础上建立根导线回路电路模型。其次，结合T型等效回路获得各股各根导线总电流。最后，建立考虑多股多根导线并联的变压器绕组有限元模型，以三角形单元通过线性插值的一阶有限元法对变压器模型进行离散，计算获得各根导线回路的标幺值，即为电流分配系数，从而得到各根导线回路流过的电流。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (7)
1.一种变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，其包括以下步骤，
基于变压器绕组的匝导线中多股多根导线并联结构获得每匝导线中的股导线数以及股导线中的根导线数目，基于多股多根导线并联结构建立变压器绕组的T型等效回路，所述变压器绕组的T型等效回路中，变压器一次侧绕组被等效为一次阻抗，变压器二次侧绕组被等效为一次阻抗，励磁支路等效于励磁阻抗，基于T型等效回路获得流过多股多根导线并联结构的总电流；
基于所述总电流获得各根导线支路电流与总电流之间的关系，以及进一步获得各导线支路电流之间的比例；
基于各导线支路电流之间的比例获得各根导线支路电流分布比例系数的数值矩阵并建构变压器有限元模型；
通过线性插值的一阶有限元法离散所述变压器有限元模型，获得离散后的有限元方程；
通过离散后的有限元方程求解所述变压器有限元模型，获得各股各根导线的电流标幺值，并将其作为各根导线回路对应的电流比例系数，最终得到各根导线回路流过的电流，其中，所述各根导线支路电流与总电流之间的关系为：
，
其中，
i从1取值至m，j从1取值至n，
i k 为变压器内第k个绕组的匝导线总电流，单位为A，
i kij 为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线的电流，单位为A，
所述各导线支路电流之间的比例为：
，
其中，X kij 为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线对应的等效漏感抗，
建构变压器有限元模型，具体包括：
以铁心柱中心轴为对称轴，以铁心窗边界为漏磁场计算域边界建构变压器有限元模型，对于多股多根导线中的第k个绕组m×n根导线支路沿辐向依次排列，其中，各根导线支路沿圆周方向绕制为圆柱壳体结构，分别采用矩形截面进行等效，变压器有限元模型对应的边值问题为：
，
其中，A为矢量磁位的圆周分量；r为半径；m为磁导率；J为电流密度；G 1、G 2、G 3、G 4为漏磁场计算域边界，z为高度。
2.根据权利要求1所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，
离散后的有限元方程为:
，
其中，K为刚度矩阵；A为矢量磁位矩阵；b为线圈电流产生的列向量，
在绕组区域有如下约束条件：
，
其中，为变压器内第k个绕组中第i股导线的第j根导线的电流标幺值。
3.根据权利要求2所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，
最终得到的各根导线回路流过的电流为：
。
4.根据权利要求1所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，T型等效回路中，变压器原、副边绕组分别等效为一个阻抗支路，并统一折算到原边绕组侧，
，
其中，i 1为变压器原边绕组短路电流，i 2为变压器副边绕组短路电流，U m为变压器原边绕组电流峰值，|Z|为归算到原边侧的总阻抗，w为电源角频率，R为短路阻抗电阻分量，L短路阻抗电感分量，t为时间，N1为原边绕组匝数，N2为副边绕组匝数。
5.根据权利要求1所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，所述变压器有限元模型为轴对称模型。
6.根据权利要求1所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，所述匝导线为螺旋式绕组的换位导线或连续式绕组的组合导线。
7.根据权利要求6所述的变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法，其特征在于，换位导线包含4股导线，每股导线由奇数根平行排列的导线换位绕制而成，组合导线包含2股导线，每股导线由辐向平行排列的导线组成，各根导线之间不换位。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311188782.1A CN116933696B (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311188782.1A CN116933696B (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116933696A CN116933696A (zh) | 2023-10-24 |
| CN116933696B true CN116933696B (zh) | 2023-12-08 |
Family
ID=88377439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311188782.1A Active CN116933696B (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116933696B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0778522A (ja) * | 1993-09-07 | 1995-03-20 | Hitachi Ltd | マルチストランド超電導導体 |
| US5689189A (en) * | 1996-04-26 | 1997-11-18 | Picker International, Inc. | Technique for designing distributed radio frequency coils and distributed radio frequency coils designed thereby |
| WO2012150448A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Isis Innovation Limited | Magnets |
| CN105550435A (zh) * | 2015-12-13 | 2016-05-04 | 东北电力大学 | 一种基于变压器分段模型的绕组漏磁与电动力计算方法 |
| CN111475904A (zh) * | 2019-01-22 | 2020-07-31 | 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） | 低温超导磁体交流损耗的计算方法 |
| CN111624407A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-09-04 | 南京航空航天大学 | 一种dc/dc变换器寄生参数提取方法 |
| CN112632828A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 西安交通大学 | 一种含有换位结构的变压器有限元建模方法 |
| CN113779841A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-10 | 哈尔滨理工大学 | 基于三维电磁耦合网络的定子换位绕组瞬态环流计算方法 |
| CN114896725A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 西安交通大学 | 镜像法的单相电力变压器的漏磁场及绕组振动处理方法 |
| WO2022263973A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-22 | Università Degli Studi di Udine | A method for computing physical quantities of a conductive body, corresponding processing system and computer program product |
| CN116167264A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-05-26 | 沈阳工业大学 | 一种短路工况下变压器饼式绕组的形变量计算模型 |
| CN116522629A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-08-01 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种利兹线绕组高频变压器漏磁场能量精确计算方法 |
-
2023
- 2023-09-15 CN CN202311188782.1A patent/CN116933696B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0778522A (ja) * | 1993-09-07 | 1995-03-20 | Hitachi Ltd | マルチストランド超電導導体 |
| US5689189A (en) * | 1996-04-26 | 1997-11-18 | Picker International, Inc. | Technique for designing distributed radio frequency coils and distributed radio frequency coils designed thereby |
| WO2012150448A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Isis Innovation Limited | Magnets |
| CN105550435A (zh) * | 2015-12-13 | 2016-05-04 | 东北电力大学 | 一种基于变压器分段模型的绕组漏磁与电动力计算方法 |
| CN111475904A (zh) * | 2019-01-22 | 2020-07-31 | 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） | 低温超导磁体交流损耗的计算方法 |
| CN111624407A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-09-04 | 南京航空航天大学 | 一种dc/dc变换器寄生参数提取方法 |
| CN112632828A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 西安交通大学 | 一种含有换位结构的变压器有限元建模方法 |
| WO2022263973A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-22 | Università Degli Studi di Udine | A method for computing physical quantities of a conductive body, corresponding processing system and computer program product |
| CN113779841A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-10 | 哈尔滨理工大学 | 基于三维电磁耦合网络的定子换位绕组瞬态环流计算方法 |
| CN114896725A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 西安交通大学 | 镜像法的单相电力变压器的漏磁场及绕组振动处理方法 |
| CN116167264A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-05-26 | 沈阳工业大学 | 一种短路工况下变压器饼式绕组的形变量计算模型 |
| CN116522629A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-08-01 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种利兹线绕组高频变压器漏磁场能量精确计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 电力变压器低压螺旋绕组导线换位结构下电流分布特性;赵毅，文韬，倪鹤立，陈维江，张乔根，傅中;高电压技术;第47卷(第9期);3218-3225 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116933696A (zh) | 2023-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nan et al. | Simplified high-accuracy calculation of eddy-current loss in round-wire windings | |
| Gharehpetian et al. | Hybrid modelling of inhomogeneous transformer winding for very fast transient overvoltage studies | |
| US9831027B2 (en) | Electrostatic shielding of transformers | |
| US8643458B2 (en) | Winding and method for producing a winding | |
| US2283711A (en) | Electrical winding | |
| CN116933696B (zh) | 变压器多股多根导线并联结构的电流分布计算方法 | |
| Zhang et al. | Application of an improved multi-conductor transmission line model in power transformer | |
| US2391229A (en) | Electric induction apparatus | |
| Liu et al. | Design and optimization of high frequency transformer with nanocrystalline core | |
| Van Jaarsveld | Wide-band modelling of an air-core power transformer winding | |
| WO2007018355A1 (en) | Error compensating method for instrument transformer | |
| CN114512313A (zh) | 一种额定二次电流低于1a的电流互感器 | |
| RU179354U1 (ru) | Каскадный трансформатор напряжения | |
| Maiti et al. | A simple and generalized design procedure for inductors in power electronics | |
| CN105185526A (zh) | 三相不等气隙的三芯柱半匝电抗器及其制造方法 | |
| RU2240618C2 (ru) | Способ намотки вторичной обмотки трансформатора тока | |
| CN112712982B (zh) | 一种电流互感器 | |
| Albert et al. | Comparing two topology transformer hysteresis models derived from DC hysteresis measurements | |
| Zhuikov et al. | Using Dual Circuits to Simulate Electromagnetic Processes in Cascade Station Service Voltage Transformers | |
| JP2006319049A (ja) | 空芯トロイダルコイル、その製造方法および平面コイル | |
| RU2714925C1 (ru) | Фильтрокомпенсирующее устройство | |
| JPH05226155A (ja) | プレーナ構造トランス及びインダクタ用コイル | |
| Hu et al. | Analysis of leakage field and current non-uniformity for HTS transformer windings using three dimension coupled field-circuit approach | |
| CN113219226B (zh) | 一种基于多级励磁的感应分压器及其制造方法 | |
| CN102360800A (zh) | 一种变压器绕线方法、变压器绕线结构和变压器 |
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 |