[發明專利]一種高壓換流變壓器端部角環布置的優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201810869279.5
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109117537B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 帥遠明;陳榮;張良縣;楊春
• 申請（專利權）人: 西安西電變壓器有限責任公司;中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;劉淼

本發明提供了一種高壓換流變壓器端部角環布置的優化方法及裝置，涉及變壓器設計技術領域。方法包括：根據高壓換流變壓器端部物理模型建立局部子模型；設置局部子模型中左右兩側角環在繞組輻向和在繞組軸向的位置參數的尺寸范圍；根據尺寸范圍分別確定左右兩側角環進行優化布置時決策變量的取值空間；采用多目標優化算法、粒子群優化算法以及有限元子模型計算技術，以沿電力線上最小的絕緣裕度作為角環布置優化的目標函數，先對一側各個決策變量在各自的取值空間中進行優化，再對另一側的各個決策變量在各自的取值空間中進行優化；根據優化得到的左右兩側角環在繞組輻向和在繞組軸向的位置參數確定角環的實際布置參數。

技術領域

本發明涉及變壓器設計技術領域，尤其涉及一種高壓換流變壓器端部角環布置的優化方法及裝置。

背景技術

目前，對于超高壓變壓器和特高壓變壓器的設計而言，內部主絕緣結構設計是最為關鍵的部分之一，而主絕緣結構設計中的難點又在于繞組端部絕緣結構的設計。如圖1所示，變壓器繞組端部結構復雜、電場分布極不均勻。工程上為了改善繞組端部的電場分布，提高變壓器的絕緣可靠性，通常的做法是在繞組端部101與鐵軛102之間放置與該處等位線形狀基本一致的角環103。在繞組端部101布置角環103有兩個作用：①角環103把繞組端部101與鐵軛102間的大油隙分割成若干個小油隙104，這樣可以提高油隙的耐電強度；②角環103的形狀與該處等位線形狀基本一致，可以使得沿角環表面切向的電場強度大大降低，從而減少了沿面放電的可能性。因此角環103的優化布置是變壓器端部主絕緣結構設計的重要組成部分。

現有技術中對角環的優化布置主要是以降低油隙最大場強為結構優化目標，相當于只考慮了局部位置絕緣的要求，并沒有對全局范圍的絕緣裕度進行考核，因此不能提高端部絕緣的整體裕度。

發明內容

本發明的實施例提供一種高壓換流變壓器端部角環布置的優化方法及裝置，以解決現有技術中對角環的優化布置主要是以降低油隙最大場強為結構優化目標，而不能提高端部絕緣的整體裕度的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高壓換流變壓器端部角環布置的優化方法，包括：

根據高壓換流變壓器端部物理模型建立待研究的局部子模型；

設置局部子模型中左右兩側角環在繞組輻向和在繞組軸向的位置參數的尺寸范圍；

根據左右兩側角環在繞組輻向和在繞組軸向的位置參數的尺寸范圍分別確定左右兩側角環進行布置的優化時決策變量的取值空間；

采用多目標優化算法、粒子群優化算法以及有限元子模型計算技術，以沿電力線上最小的絕緣裕度作為角環布置優化的目標函數，先對一側的各個決策變量在各自的取值空間中進行優化，再對另一側的各個決策變量在各自的取值空間中進行優化；

根據優化得到的左右兩側角環在繞組輻向和在繞組軸向的位置參數確定角環的實際布置參數。

具體的，所述根據高壓換流變壓器端部物理模型建立待研究的局部子模型，包括：

在高壓換流變壓器端部物理模型對應的整體模型中，基于靜電場的唯一性定理建立一局部子模型，使得從所述整體模型中取出的局部子模型的邊界電位值和所述整體模型的對應位置相等。

具體的，所述設置局部子模型中左右兩側角環在繞組輻向和在繞組軸向的位置參數的尺寸范圍，包括：