[发明专利]一种分流器阻抗参数的程序化计算方法在审

专利信息
申请号: 201710989105.8 申请日: 2017-10-22
公开(公告)号: CN107967374A 公开(公告)日: 2018-04-27
发明(设计)人: 关少平;韩润东;王琪;郑雅轩;董理科;李小婧 申请(专利权)人: 国网山西省电力公司电力科学研究院
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;G01R27/08
代理公司: 山西华炬律师事务所14106 代理人: 陈奇
地址: 030001*** 国省代码: 山西;14
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摘要: 发明公开了一种分流器阻抗参数的程序化计算方法,解决了现有技术不能准确测量不同频率下分流器阻抗参数的问题。本发明通过电磁场有限元分析软件和数学运算软件的自动数据交互实现程序化计算,实现建立分流器有限元模型、输入计算频率,即可实现分流器阻抗参数的程序化计算,直接输出其阻抗参数的效果。通过有限元分析,计算分流器单个锰铜片电阻和分流器电感矩阵参数,进而根据各参数编辑回路电压方程,通过数学运算求解分流器阻抗参数。计算过程实现数学运算软件调用有限元分析软件,并接受有限元分析结果进行下一步运算,最终直接输出分流器阻抗参数的运算结果,实现分流器阻抗参数与频率之间量化关系的建立,便于工程应用。
搜索关键词: 一种 分流器 阻抗 参数 程序化 计算方法
【主权项】:
一种分流器阻抗参数的程序化计算方法,其特征在于以下步骤:第一步、根据分流器规格尺寸,建立分流器单个锰铜片电磁场有限元模型、分流器整体电磁场有限元模型和分流器锰铜片系统电磁场有限元模型;第二步、在数学运算软件中设定计算频率,计算频率设定在10‑3Hz—106Hz范围内;第三步、在分流器单个锰铜片电磁场有限元模型中,分析计算第二步设定频率下的分流器单个锰铜片的电流分布,并计算单个锰铜片电阻,具体步骤为:(1)在数学运算软件中设定计算频率后,调用有限元分析软件并传送频率值;(2)在有限元分析软件中设定名义电流并分析计算频率下单个锰铜片的电流分布,并将名义电流和读取的功率值返回数学运算软件;(3)在数学运算软件中计算单个锰铜片电阻值RMn_Cu,公式如下:其中PMn_Cu为(2)中读取的功率值,为(2)中设定的名义电流;(4)根据分流器制造时采用划槽工艺检定电阻值,得到根据划槽工艺修正单个锰铜片电阻Rsc:Rsc=Ksc·RMn_Cu;其中Ksc为工艺比例系数,由下式得到:其中Rs为单个锰铜片的标定电阻;Rc为单个锰铜片在直流下的计算电阻,即等于厂家标定的分流器电阻值乘以分流器锰铜片数量;第四步、在分流器整体电磁场有限元模型中,分析计算频率下分流器整体的电流分布,根据锰铜片上电流的不均等分配修正分流器各锰铜片电阻值,具体过程为:调用分流器整体电磁场有限元模型,设定名义电流并仿真电流分布,将每个有限元的电流密度传回数学运算软件中,在数学运算软件中计算分流器各锰铜片上的电流分配比例,并据此计算根据电流分配修正的各锰铜片电阻Rk,k表示分流器的第k个锰铜片:Rk=KIK×Rsc;其中KIK为第k个锰铜片的电流比例系数,由下式得到:其中Ik为第k个锰铜片上通过的电流,Imin为所有锰铜片分配电流的最小值;第五步、采用电磁场有限元分析与数学运算交互的方法,基于能量摄动原理计算分流器锰铜片系统的电感矩阵,具体步骤为:在数学运算软件中设定名义电流及摄动电流值(摄动电流为名义电流的5%‑10%),调用有限元分析软件并传送该值,根据下式中的电感参数计算方法,在分流器锰铜片系统有限元模型中对不同的锰铜片上设置电流激励,运用有限元电磁场分析求解并记录设定激励下的磁场能量,将不同摄动形式下求解的磁场能量值返回数学运算软件中记录存储,并据此求出锰铜片的电感矩阵,计算公式如下:其中Ljj为第j根导体电感,Mjk为第j根导体与第k根导体间的互感,W表示通过有限元分析求解的磁场能量,其括号内表示计算时施加的电流摄动形式,无括号表示施加电流无摄动;计算过程中k,j从1取到n,从而求得分流器锰铜片系统的n阶电感矩阵,n等于分流器锰铜片的数量;第六步、在数学运算软件中设定名义电压相量,根据分流器锰铜片系统的电感矩阵参数和各锰铜片电阻参数,按照下式列写回路电压方程:其中:为设定的名义电压相量,Rk由上述第四步计算得出,Ljj和Mjk由上述第五步计算得出,从而计算得出每个锰铜片上的电流相量并根据下式计算分流器总电流相量第七步、根据下式计算分流器电路模型:其中:Z为电路模型的总阻抗,R为电路模型电阻值;X为电路模型的电抗值,为上述第六步中设定的名义电压相量,为分流器总电流相量,由上述第六步计算得出。
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