[发明专利]一种基于磁-热-流耦合的变压器热稳定计算方法

摘要

一种基于磁‑热‑流耦合的变压器热稳定计算方法，对任意一般变压器建立磁—热—流多物理场全耦合模型；分析计算变压器本体稳态温度场分布，并以此作为短路故障发生时的瞬态初值；计算出短路故障后2s内变压器本体产生的焦耳热。再以单位体积的焦耳热作为热源，对瞬态温度场进行分析，并考虑油流速和温度的相互作用以及变压器本体的物理参数对温度的依赖关系，随着温度变化不断修正材料参数，得到故障发生2s后的温度场分布作为判别变压器本体热稳定性的依据。

主权项

一种基于磁‑热‑流耦合的变压器热稳定计算方法,其特征在于包括：步骤1：将变压器正常运行情况下的稳态电流值作为磁场的激励，进行稳态磁场计算，得出其各部件的单位体积的电磁损耗；步骤2：将各部件单位体积的电磁损耗作为温度场分析的热源，温度场分布受变压器油流速的影响，油流速又受温度场的控制，同时计及变压器本体的物理参数，如此循环迭代多次，直至温度和流速均不随时间变化，达到稳态，停止计算；其中变压器本体的物理参数包括以下至少之一：油的热导率、动力粘度、比热容以及铜导线的电阻率依据温度变化的特性；步骤3：将上述稳态计算的结果作为暂态初值，暂态磁场计算的瞬态激励取为流过变压器绕组的短路电流，磁场计算得到故障发生后2s内变压器本体产生的焦耳热；步骤4：将单位体积的焦耳热作为温度场的热源，进行变压器本体的瞬态温度场的模型仿真分析，同时考虑流速和温度的相互作用，计算过程中计及变压器本体的物理参数对温度的依赖关系，根据温度变化不断修正其材料参数；步骤5：将变压器本体在短路故障发生2s后的温度场分布作为判别变压器本体热稳定性的依据。