[发明专利]一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析方法及装置，本发明建立三相变压器的三维磁‑结构耦合模型，预先通过对耦合模型进行绕组短路的静态仿真，得到绕组受力结果，根据绕组受力结果对耦合模型进一步继续线圈建模，得到细化后的变压器模型，然后在三相短路的情况下，对细化后的变压器模型进行瞬态电磁场仿真分析，分析绕组的单匝线圈的瞬态受力，得出了绕组线圈随时间变化的瞬态受力曲线，为对变压器在短路冲击下的累积效应、提高变压器的抗短路强度等相关研究提供有力的依据。

技术领域

本发明涉及电力变压器绕组短路计算领域，尤其涉及一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析方法及装置。

背景技术

电力变压器作为电网中的一次电力设备，同时也是连接电网跟用户的核心设备，承担着重要的变电任务。但是在变压器发生短路故障时，其绕组由于电磁效应受到的电动力非常大，易造成绕组损坏。

目前，在对变压器开展多物理场耦合数值模拟的研究上还未有成熟、完整的技术为其提供基础和支持。

因此，针对以上问题，提供了一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析方法以解决目前对变压器开展多物理场耦合数值模拟的研究上未有成熟、完整的技术理论基础的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析方法及装置，解决了目前对变压器开展多物理场耦合数值模拟的研究上未有成熟、完整的技术理论基础的技术问题。

本发明实施例提供了一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析方法，包括：

S1：构建三相变压器的三维磁结构耦合模型，将三维磁结构耦合模型的绕组均等分为十个分区；

S2：对三维磁结构耦合模型进行绕组短路静态仿真操作，得到绕组受力密度，根据绕组受力密度进行计算得到高压绕组和低压绕组的分区绕组受力结果；

S3：根据分区受力结果对高压绕组、低压绕组的分区绕组进行线圈建模，得到细化后的变压器模型；

S4：将细化后的变压器模型的中压绕组开路，并将低压绕组短路，对高压绕组施加预置第一三相短路电流，对低压绕组施加预置第二三相短路电流，通过仿真计算得到A相高压绕组、A相低压绕组、B相高压绕组、B相低压绕组、C相高压绕组和C相低压绕组的线圈瞬态受力波形。

优选地，步骤S1具体包括：

构建三相变压器的三维磁结构耦合模型，将三维磁结构耦合模型的绕组均等分为十个分区，其中，变压器的绕组设置为圆筒式绕组，变压器的铁芯设置为实心圆柱体，变压器的铁轭设置为实心长方体。

优选地，步骤S2具体包括：

将三维磁结构耦合模型的中压绕组开路，对高压绕组施加最大值为1500A的激励电流，对低压绕组施加最大值为17323.53A的激励电流，得到绕组受力密度，根据绕组受力密度进行计算得到每个分区绕组受到的辐向压力和轴向压力。

优选地，步骤S3具体包括：

根据每个分区绕组受到的辐向压力和轴向压力对高压绕组的第十分区建立一个一匝线圈，对低压绕组的第十分区和第七分区分别建立一个一匝线圈，得到细化后的变压器模型。

优选地，本发明实施例还提供了一种电力变压器绕组短路瞬态受力分析装置，包括：

第一建模单元，用于构建三相变压器的三维磁结构耦合模型，将三维磁结构耦合模型的绕组均等分为十个分区；

第一仿真单元，用于对三维磁结构耦合模型进行绕组短路静态仿真操作，得到绕组受力密度，根据绕组受力密度进行计算得到高压绕组和低压绕组的分区绕组受力结果；

第二建模单元，用于根据分区受力结果对高压绕组、低压绕组的分区绕组进行线圈建模，得到细化后的变压器模型；