[发明专利]一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法

摘要

本发明属于换流变压器多物理场耦合计算技术领域，尤其涉及一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法。首先计算变压器铁芯和绕组的损耗；其次，建立换流变压器流体‑温度场模型并离散成三角形‑四边形网络，以磁场损耗为热源，计算分析油箱内部热流耦合时的温度场分布。根据电场特性建立电场模型并剖分为三角形网络，通过快速映射法把流体‑温度场的温度结果映射到电场模型中，最后，搭建输电系统模型，将对地电压波变换到频域，再利用傅里叶反变化将结果回到时域，分析对比换流变压器在均匀温度和非均匀温度条件下的非正弦稳态交直流复合电场。本方法考虑了温度梯度的存在，提高了计算准确度，使得计算结果更符合实际情况。

主权项

一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算换流变压器的铁芯损耗与绕组损耗；步骤2：精细换流变压器网侧、阀侧绕组的内部油道，按实际换流变压器分布及油道状态建立换流变压器二维流体‑温度场模型；步骤3：根据流体场和温度场特征，将换流变压器流体‑温度场模型离散为三角形‑四边形的混合网格，根据层流理论，采用有限体积法计算流体场和温度场；步骤4：根据电场特征，建立换流变压器二维电场模型，并将换流变压器电场模型离散为三角形有限元网格，采用有限元方法计算电场；步骤5：根据异构网格节点数据快速映射算法，利用插值将温度场中每个节点的数据映射到步骤4离散得到的电场三角形单元节点中；步骤6：将换流变压器内部的绝缘油、油浸油纸按要求干燥、脱水，采用三电极法测量在不同温度下绝缘油、油浸油纸的电导率，并拟合得到绝缘油、油浸油纸的温度‑电导率变化曲线；步骤7：搭建输电系统模型，得到对地电压波形；步骤8：采用快速傅里叶变换将对地电压波形变换到频域，在频域使用有限元方法求解后再采用快速傅里叶反变换得到原时域的周期非正弦稳态结果，即换流变压器内部电场分布。