[发明专利]配电变压器油箱结构模态分析方法及装置

说明书

本发明提供了一种配电变压器油箱结构模态分析方法及装置，其中，该方法包括如下步骤：根据完整散热片的变压器油箱模态分析模型的第一边界条件，对完整散热片的变压器油箱模态分析模型进行模态分析，得到完整散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果；根据简化散热片的变压器油箱模态分析模型的第二边界条件，对简化散热片的变压器油箱模态分析模型进行模态分析，得到简化散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果；将简化散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果作为参考，从完整散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果中确定变压器真正振型和固有频率。这样能够实现获得变压器真正固有频率和相应振型，计算更加准确。

技术领域

本发明涉及噪声控制技术领域，具体而言，涉及一种配电变压器油箱结构模态分析方法及装置。

背景技术

随着电网的快速发展和用电负荷的不断增加，配电变压器数量越来越多，变压器运行所产生的噪声会对人们的生活和工作产生不良影响。噪声污染是非常重要的环境问题，变压器噪声已经引起了公众广泛的关注，纠纷与投诉现象时常发生。低噪声环保型变压器设备的研制成为电网噪声控制领域的研究热点。

对于低噪声变压器的研究多从内部绕组、铁芯计算分析出发，对于外部油箱结构的仿真计算及结构改造等研究较少，特别是对于配电变压器油箱的仿真建模几乎没有。由于变压器内部结构复杂，噪声最后均由油箱表面振动向外传播，若从油箱表面结构着手进行优化设计，既不会对变压器主要电磁性能产生影响，又可避免繁杂的工艺要求。结构模态为结构优化的重要参数，因此研究配变的模态分析方法对于低噪声变压器结构研制十分重要。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种配电变压器油箱结构模态分析方法及装置，旨在解决油箱表面布有大量散热片所导致的变压器的振型和固有频率计算不准确的问题。

一个方面，本发明提出了一种配电变压器油箱结构模态分析方法，该方法包括如下步骤：根据完整散热片的变压器油箱模态分析模型的第一边界条件，对完整散热片的变压器油箱模态分析模型进行模态分析，得到完整散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果；根据简化散热片的变压器油箱模态分析模型的第二边界条件，对简化散热片的变压器油箱模态分析模型进行模态分析，得到简化散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果；将简化散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果作为参考，从完整散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果中确定变压器真正振型和固有频率。

进一步地，上述配电变压器油箱结构模态分析方法中，建立完整散热片的变压器油箱模态分析模型包括：根据变压器油箱和散热片尺寸参数，建立变压器的有限元模型，其中变压器油箱和散热片均采用shell四边形单元模拟；将有限元模型转化成声学网格分析模型，将声学网格分析模型作为完整散热片的变压器油箱模态分析模型。

进一步地，上述配电变压器油箱结构模态分析方法中，根据完整散热片的变压器油箱模态分析模型的第一边界条件，对完整散热片的变压器油箱模态分析模型进行模态分析，得到完整散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果包括：将变压器油箱的底部的外表面处理成第一边界条件，第一边界条件为固支边界条件，对完整散热片的变压器油箱模态分析模型进行模态分析，得到各阶固有频率和对应的模态振型，将各阶固有频率和对应的模态振型作为完整散热片的变压器油箱模态分析模型的模态分析结果。

进一步地，上述配电变压器油箱结构模态分析方法中，建立简化散热片的变压器油箱模态分析模型包括：将散热片采用一维梁单元来模拟，使等效之后单元的惯性矩阵与原单元的惯性矩阵完全相同；通过指定截面的参数将散热片简化成惯性矩阵并作用在油箱壁结构上；简化后散热片的弯曲变形采用一条空间曲线的变形来表示，得到油箱壁的真实振型。