[發(fā)明專利]核電用變壓器的熱仿真方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211530541.6
• 申請(qǐng)日: 2022-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN116090172A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊中卿;黃立軍;任合斌;高超;高二亞;馮玉輝;張圣;凌霜寒;克立石;黃華奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中廣核核電運(yùn)營(yíng)有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司;中國(guó)廣核電力股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/10;G06F119/08
• 代理公司: 深圳市瑞方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44314
• 代理人: 馮小梅

本發(fā)明涉及核電用變壓器的熱仿真方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，包括以下步驟：建立變壓器模型；對(duì)變壓器模型進(jìn)行修正，獲得變壓器的修正模型；對(duì)修正模型進(jìn)行多面體網(wǎng)格劃分，獲得多個(gè)網(wǎng)格單元；基于多個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行電熱耦合多物理場(chǎng)分布仿真計(jì)算，獲得變壓器的整機(jī)溫度分布數(shù)據(jù)和電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過對(duì)變壓器的電熱耦合多物理場(chǎng)分布進(jìn)行仿真計(jì)算，以得到變壓器的整機(jī)溫度分布數(shù)據(jù)和電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，使得主變壓器在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)可以基于仿真結(jié)果進(jìn)行修正或者改善，從而有效提高變壓器仿真對(duì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的指導(dǎo)能力。而且本發(fā)明采用多面體網(wǎng)格劃分的方法，可以有效改善數(shù)值計(jì)算量大、精度低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的仿真領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及核電用變壓器的熱仿真方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，核電事業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期，高電壓大容量核電發(fā)電機(jī)主變壓器容量不斷增加，對(duì)變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求也在提高。由于變壓器繞組使用的絕緣材料導(dǎo)熱性能差，容易引起繞組內(nèi)部熱點(diǎn)溫度過高，加速絕緣老化甚至引發(fā)燒毀事故，因此對(duì)于核電變壓器溫度分布情況和熱點(diǎn)溫度的預(yù)測(cè)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段都是至關(guān)重要的。

目前核電變壓器內(nèi)部一般采用油、紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)，變壓器熱源為繞組產(chǎn)生的焦耳熱，變壓器內(nèi)部的溫度分布受到各部分材料導(dǎo)熱能力的影響，通常材料的導(dǎo)熱能力又受到溫度的影響，另外，變壓器的主要部件包括繞組、絕緣油、套管、鐵芯等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多物理場(chǎng)分布存在耦合關(guān)系，因此有必要對(duì)核電用變壓器的熱仿真方法進(jìn)行研究。

當(dāng)前對(duì)熱場(chǎng)的計(jì)算方法主要有數(shù)學(xué)計(jì)算模型、等效熱路模型以及有限元方法。數(shù)學(xué)計(jì)算模型基于熱傳導(dǎo)基本方程，是一切傳熱學(xué)研究的基礎(chǔ)，通常用于熱點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)。近年來(lái)學(xué)者們深度研究了等效熱路模型，將處于不同環(huán)境的變壓器用不同的熱-電路拓?fù)浔硎荆摲椒ㄍǔＳ糜谟徒儔浩鞯臒岱治觥Ｓ捎跀?shù)值計(jì)算方法的快速發(fā)展，有限元方法越來(lái)越多的被運(yùn)用于變壓器物理場(chǎng)仿真領(lǐng)域，對(duì)油浸式/干式變壓器進(jìn)行了二維/三維仿真，但是受到計(jì)算能力的限制，多數(shù)仿真模型對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并且沒有考慮變壓器內(nèi)部材料的非線性特征。

為了改進(jìn)對(duì)于核電用變壓器的熱仿真過程，提高熱仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，如何提高變壓器仿真對(duì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的指導(dǎo)能力是目前有待解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供核電用變壓器的熱仿真方法、裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種核電用變壓器的熱仿真方法，包括以下步驟：

建立變壓器模型；

對(duì)所述變壓器模型進(jìn)行修正，獲得變壓器的修正模型；

對(duì)所述修正模型進(jìn)行多面體網(wǎng)格劃分，獲得多個(gè)網(wǎng)格單元；

基于所述多個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行電熱耦合多物理場(chǎng)分布仿真計(jì)算，獲得所述變壓器的整機(jī)溫度分布數(shù)據(jù)和電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明所述的核電用變壓器的熱仿真方法中，所述建立變壓器模型包括：

獲取變壓器的設(shè)計(jì)圖紙；

根據(jù)所述設(shè)計(jì)圖紙獲取所述變壓器的結(jié)構(gòu)信息；

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)信息建立所述變壓器模型。

在本發(fā)明所述的核電用變壓器的熱仿真方法中，所述對(duì)所述變壓器模型進(jìn)行修正，獲得變壓器的修正模型包括：

獲取所述變壓器模型的網(wǎng)格信息；

根據(jù)所述網(wǎng)格信息對(duì)所述變壓器的幾何體的特征進(jìn)行提取，獲得所述變壓器的幾何特征；

對(duì)所述幾何特征進(jìn)行分類；

根據(jù)分類后的幾何特征對(duì)所述變壓器模型進(jìn)行修正，獲得所述變壓器的修正模型。