[發(fā)明專利]一種變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810233042.8
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN108460226B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周丹;李德波;林春耀;楊賢;楊楚明;孫文星;馬志欽;江丹宇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/28;G06T17/00;H01F27/14;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明公開了一種變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況計(jì)算方法，根據(jù)短路電流流過繞組所致使的油流發(fā)生運(yùn)動(dòng)的過程對(duì)應(yīng)的建立了短路電流模型、瞬態(tài)漏磁場計(jì)算模型、繞組瞬態(tài)力學(xué)模型和流場模型，通過對(duì)上述四個(gè)模型進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)，將短路電流流過繞組引起的瞬態(tài)漏磁變化，由瞬態(tài)漏磁變化所產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁力，進(jìn)而由瞬態(tài)電磁力引起的繞組形變振動(dòng)，最后由繞組的形變振動(dòng)引起的油流流場變化的過程通過模型轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)值變換過程，獲得變壓器油箱內(nèi)部由于繞組流過故障電流所引起的油流運(yùn)動(dòng)情況，解決了目前尚沒有一種能夠準(zhǔn)確的反映在變壓器發(fā)生故障情況下變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況的方法的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況計(jì)算方法。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，變壓器是工礦企業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，主要進(jìn)行電壓等級(jí)的變換，以便于長距離的輸電。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱向油枕流動(dòng)，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同，反應(yīng)這種氣流與油流而動(dòng)作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障致使氣流與油流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，通過設(shè)定瓦斯保護(hù)的整定值，可以使得變壓器瓦斯繼電器進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)而進(jìn)行電源切除。

然而長期以來，人們對(duì)瓦斯保護(hù)動(dòng)作機(jī)理的研究略顯不足，當(dāng)前的瓦斯保護(hù)的整定值大多根據(jù)上世紀(jì)五十年代前蘇聯(lián)提供的試驗(yàn)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)選取，其正確性、合理性無從判斷。在變壓器的運(yùn)行中也曾多次發(fā)生主變外部短路導(dǎo)致主變重瓦斯保護(hù)跳閘事件，嚴(yán)重影響系統(tǒng)供電可靠性。

在尚不明了非電量保護(hù)在變壓器油箱內(nèi)、外部故障時(shí)故障特征的發(fā)展變化過程的情況下，為降低重瓦斯保護(hù)因變壓器外部故障誤動(dòng)幾率，一味調(diào)高動(dòng)作整定值具有一定的盲目性。過高的整定值將極大地犧牲保護(hù)動(dòng)作的靈敏性，增大保護(hù)裝置在變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)拒動(dòng)的幾率，使其喪失保護(hù)功能；過低的整定值又起不到降低誤動(dòng)幾率的作用。

然而，目前尚沒有一種能夠準(zhǔn)確的反映在變壓器發(fā)生故障情況下變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況的方法。因此，為了確定合適的變壓器中的瓦斯保護(hù)的整定值，使得瓦斯保護(hù)可以準(zhǔn)確的判定變壓器內(nèi)部發(fā)生的故障，有必要設(shè)計(jì)一種用于計(jì)算變壓器油箱內(nèi)部油流的運(yùn)動(dòng)情況方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況計(jì)算方法，解決了目前尚沒有一種能夠準(zhǔn)確的反映在變壓器發(fā)生故障情況下變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況的方法的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的一種變壓器油箱內(nèi)部油流運(yùn)動(dòng)情況計(jì)算方法，包括：

根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別建立所述變壓器的短路電流模型、瞬態(tài)漏磁場計(jì)算模型、繞組瞬態(tài)力學(xué)模型和流場模型；

根據(jù)所述短路電流模型求取在故障發(fā)生時(shí)刻流經(jīng)所述變壓器的繞組的短路電流；

通過所述短路電流和所述瞬態(tài)漏磁場計(jì)算模型求取所述變壓器的油箱內(nèi)部的漏磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

根據(jù)所述短路電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度求取所述繞組所受的電磁力，并通過所述繞組瞬態(tài)力學(xué)模型求取所述繞組在所述電磁力的影響下的位移量和形變量；

以所述位移量和所述形變量作為所述流場模型的流場初始變量，通過湍流模型計(jì)算所述油箱內(nèi)部的瞬態(tài)流場分布。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述短路電流模型求取在故障發(fā)生時(shí)刻流經(jīng)所述變壓器的繞組的短路電流包括：

根據(jù)所述變壓器發(fā)生的故障類型構(gòu)建所述變壓器的電路拓?fù)洌⒏鶕?jù)所述電路拓?fù)浜退龆搪冯娏髂Ｐ颓笕≡诠收习l(fā)生時(shí)刻流經(jīng)所述變壓器的繞組的短路電流。

優(yōu)選地，所述通過所述短路電流和所述瞬態(tài)漏磁場計(jì)算模型求取所述變壓器的油箱內(nèi)部的漏磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之前包括：

以所述油箱的內(nèi)壁為磁絕緣邊界，設(shè)定所述瞬態(tài)漏磁場計(jì)算模型的邊界條件。