[發(fā)明專利]預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用

有效

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• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113987897B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 鄭含博;鳳永吉;李煦帆;楊杭;呂偉杰
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06Q50/02;G06F111/06;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 武漢維盾知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

一種預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用，通過構建單分子模型、構建絕緣油模型、運動黏度值計算和建立關系式模型，基于分子動力學模擬結合自由體積理論構建復合模型，利用分子動力學模擬，并結合自由體積理論，預測宏觀實驗條件下極難甚至無法測試的絕緣油物理化學性質，彌補實驗室測試植物絕緣油物理化學性質的不足，且具有節(jié)約成本、便利的優(yōu)點，為植物絕緣油低溫物理化學性質的改善提供指導方向，為今后的實驗研究和現(xiàn)場指導提供理論基礎和數(shù)據(jù)依據(jù)，同時也為預測其它物質的其它特性提供了有力參考。

技術領域

本發(fā)明屬于分子動力學模擬、量子化學計算及模型模擬技術領域，涉及一種預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用。

背景技術

變壓器絕緣油根據(jù)基礎油的種類分為礦物油、硅油、合成酯和天然酯(俗稱植物油)四大類，主要作用包括絕緣、散熱和滅弧。傳統(tǒng)上，電力變壓器通常使用礦物油作為其絕緣材料，但在發(fā)生意外泄漏而導致水和土壤污染的情況下，礦物油由于生物降解性差而處于劣勢。相比礦物絕緣油，植物絕緣油不僅生物降解率幾乎100％，而且降解速度快。屬于可再生資源，被認為是礦物絕緣油的良好替代品。它不僅可賦予變壓器節(jié)能環(huán)保、高燃點、短時高過載及長壽命等突出性能優(yōu)勢，而且還滿足我國及世界節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟和電力工業(yè)綠色創(chuàng)新發(fā)展的迫切要求。

然而，植物絕緣油相比傳統(tǒng)礦物油運動黏度大，特別是在低溫環(huán)境中植物絕緣油運動黏度隨著溫度的降低而極具增大，嚴重影響植物絕緣油變壓器的低溫冷啟動和負載能力。雖然已有研究關注過植物絕緣油的運動黏度，但目前國內(nèi)外關于植物絕緣油低溫運動黏度特性的研究比較少，這使得植物絕緣油變壓器的低溫可靠性難以得到有效保障在一定程度上限制了植物絕緣油變壓器的應用范圍。可見，有必要針對植物絕緣油低溫運動黏度特性做進一步研究。

隨著溫度的降低，特別是0℃以下，實驗室測量某種物質的特性就變得尤為困難，有時甚至無法測得或測量誤差很大。對于生產(chǎn)使用的植物絕緣油，為了獲得良好的性能，里面往往添加各種添加劑，不乏有昂貴稀有或有毒的添加劑。通過實驗手段測量運動黏度就變得昂貴或難以測量。而黏度作為最重要的輸運性質之一，多年來一直是計算機模擬預測的焦點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用，基于分子動力學模擬結合自由體積理論構建復合模型，利用分子動力學模擬，并結合自由體積理論，預測宏觀實驗條件下無法測試的物理化學性質，彌補實驗室測試植物絕緣油物理化學性質的不足，且具有節(jié)約成本、便利的優(yōu)點，為植物絕緣油低溫物理化學性質的改善提供指導方向，為今后的實驗研究和現(xiàn)場指導提供理論基礎和數(shù)據(jù)依據(jù)，同時也為預測其它物質的其它特性提供了有力參考。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種預測變壓器用植物絕緣油物理化學性質的復合模型及應用，其特征是，它包括如下步驟：

步驟1，構建單分子模型，采用分子模擬軟件構建甘油三亞麻酸酯(C₅₇H₉₂O₆)、甘油三亞油酸酯(C₅₇H₉₈O₆)、甘油三油酸酯(C₅₇H₁₀₄O₆)和甘油三硬脂酸酯(C₅₇H₁₁₀O₆)的單分子模型；

步驟2，構建絕緣油模型，構建以甘油三亞麻酸酯(C₅₇H₉₂O₆)、甘油三亞油酸酯(C₅₇H₉₈O₆)、甘油三油酸酯(C₅₇H₁₀₄O₆)和甘油三硬脂酸酯(C₅₇H₁₁₀O₆)分子按一定比例組成的大豆油基植物絕緣油模型盒子；