[發明專利]一種用于光伏升壓變壓器電磁力分析

在審

• 申請號: 201810168677.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108595740A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 趙書海;王寶營;徐衍萍;楊元飛;曹元榮;劉勃;劉善亮;何洪勝;秦元明;安志勇;劉會來
• 申請（專利權）人: 青島昌盛日電太陽能科技股份有限公司;青島昌盛日電設計研究院有限公司;大工（青島）新能源材料技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 青島永基知識產權代理事務所(普通合伙) 37235
• 代理人: 殷雷

一種用于光伏升壓變壓器電磁力分析，它涉及變壓器電磁力分析技術領域。通過Ansys軟件建立光伏隔離變壓器磁場二維分析模型；建立合適大小的空氣區域；設置輸電電纜的材料屬性；對光伏隔離變壓器磁場二維分析模型進行劃分網格；對二維分析模型施加電流密度；定義分析所需的磁力線平行邊界條件；通過Ansys靜磁場求解器進行仿真分析，得出光伏隔離變壓器磁場整體磁場分布；進行磁場和結構的耦合計算；添加彈性模量，泊松比參數并施加邊界約束；添加磁場計算的數據；通過Ansys求解器計算輸出光伏升壓變壓器線圈電磁力的大小。本發明有益效果為：可快速準確的得出線圈電磁力的大小，易于工程中設計操作，可以為光伏升壓變壓器設計起指導意義。

技術領域

本發明涉及變壓器電磁力分析技術領域，具體涉及一種用于光伏升壓變壓器電磁力分析。

背景技術

大型光伏電站考慮到容量和電壓損耗的原因，并網電壓一般都比較高，如110KV、220KV，如此高的送出電壓，就需要實行二次升壓方案才能實現。那么，根據我國電壓等級劃分，就地升壓可以選擇10KV或者35KV，然后再二次升壓至送出電壓。這就需要光伏升壓變壓器，變壓器是一種常見的電氣設備，可用來把某一數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓。升壓變壓器就是用來把低數值的交變電壓變換為同頻率的另一較高數值交變電壓的變壓器，在光伏升壓變壓器設計中，線圈磁場分析是一關鍵參數。

現階光伏升壓變壓器線圈的電磁力分析，一般通過理論定性計算，不易直觀實現，無法快速直觀準確的得出隔離變壓器線圈的電磁力分布，不易于工程中設計操作。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種用于光伏升壓變壓器電磁力分析，通過采用有限元的方法運用Ansys軟件對光伏升壓變壓器線圈電磁力進行仿真計算，可快速準確的得出線圈電磁力的大小，易于工程中設計操作，可以為光伏升壓變壓器設計起指導意義。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案是：它包括如下步驟：

步驟一、通過Ansys軟件建立光伏隔離變壓器磁場二維分析模型；

步驟二、建立合適大小的空氣區域，包圍輸電電纜的分析區域；

步驟三、設置輸電電纜的材料屬性，非磁性材料的相對磁導率設置為1，磁性材料的磁導率根據B-H曲線設定；

步驟四、對光伏隔離變壓器磁場二維分析模型進行劃分網格，保證網格劃分規整和細化；

步驟五、對光伏隔離變壓器磁場二維分析模型施加電流密度；

步驟六、定義分析所需的磁力線平行邊界條件；

步驟七、通過Ansys靜磁場求解器進行仿真分析，得出光伏隔離變壓器磁場整體磁場分布；

步驟八、進行磁場和結構的耦合計算；

步驟九、添加彈性模量，泊松比參數并施加邊界約束，使光伏隔離變壓器外邊界位移為零；

步驟十、添加磁場計算的數據；

步驟十一、通過Ansys求解器計算輸出光伏升壓變壓器線圈電磁力的大小。

所述Ansys采用的是虛功的原理來計算電磁力，靜磁力的計算可用下式來表示：

。

所述計算式中，W（s,i）是系統的磁場儲能，i為建立磁場的電流，為恒定值。

采用上述技術方案后，本發明有益效果為：通過采用有限元的方法運用Ansys軟件對光伏升壓變壓器線圈電磁力進行仿真計算，可快速準確的得出線圈電磁力的大小，易于工程中設計操作，可以為光伏升壓變壓器設計起指導意義。

附圖說明