[發(fā)明專利]一種基于磁-熱-流耦合的變壓器熱穩(wěn)定計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710840949.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN107451381B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬信書;王爽;王錄亮;高澤華;梁鈺;陳林聰;王曙鴻;李元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院;西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 北京瑞思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11341
• 代理人: 李濤

1.一種基于磁-熱-流耦合的變壓器熱穩(wěn)定計(jì)算方法,其特征在于包括：

步驟1：將變壓器正常運(yùn)行情況下的穩(wěn)態(tài)電流值作為磁場(chǎng)的激勵(lì)，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)計(jì)算，得出其各部件的單位體積的電磁損耗；

步驟2：將各部件單位體積的電磁損耗作為溫度場(chǎng)分析的熱源，溫度場(chǎng)分布受變壓器油流速的影響，油流速又受溫度場(chǎng)的控制，同時(shí)計(jì)及變壓器本體的物理參數(shù)，如此循環(huán)迭代多次，直至溫度和流速均不隨時(shí)間變化，達(dá)到穩(wěn)態(tài)，停止計(jì)算；其中變壓器本體的物理參數(shù)包括以下至少之一：油的熱導(dǎo)率、動(dòng)力粘度、比熱容以及銅導(dǎo)線的電阻率依據(jù)溫度變化的特性；

步驟3：將上述穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果作為暫態(tài)初值，暫態(tài)磁場(chǎng)計(jì)算的瞬態(tài)激勵(lì)取為流過變壓器繞組的短路電流，磁場(chǎng)計(jì)算得到故障發(fā)生后2s內(nèi)變壓器本體產(chǎn)生的焦耳熱；

步驟4：將單位體積的焦耳熱作為溫度場(chǎng)的熱源，進(jìn)行變壓器本體的瞬態(tài)溫度場(chǎng)的模型仿真分析，同時(shí)考慮流速和溫度的相互作用，計(jì)算過程中計(jì)及變壓器本體的物理參數(shù)對(duì)溫度的依賴關(guān)系，根據(jù)溫度變化不斷修正其材料參數(shù)；

步驟5：將變壓器本體在短路故障發(fā)生2s后的溫度場(chǎng)分布作為判別變壓器本體熱穩(wěn)定性的依據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于磁-熱-流耦合的變壓器熱穩(wěn)定計(jì)算方法，其特征在于，在對(duì)變壓器本體的瞬態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行模型仿真分析時(shí)，取單相建立二維軸對(duì)稱模型進(jìn)行仿真計(jì)算。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于磁-熱-流耦合的變壓器熱穩(wěn)定計(jì)算方法，其特征在于，變壓器本體的瞬態(tài)溫度場(chǎng)的模型仿真分析包括：將變壓器本體正常工作電流作為穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的激勵(lì)，運(yùn)用COMSOL有限元軟件計(jì)算變壓器本體發(fā)熱和冷卻過程，得到其熱平衡狀態(tài)的溫度場(chǎng)分布。