一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法与流程

本发明涉及电力，尤其涉及一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法。

背景技术：

1、随着社会生产的发展和人们生活水平的提高，社会上对电能的需求越来越大，电力系统规模呈现不断扩大的趋势。变压器作为电力系统传输和分配电能的重要设备，增加变压器的安装以及变压器的负荷能力的提高对电力系统容量的增加至关重要。与此同时，变压器的安全运行对电力系统的安全运行来说至关重要。

2、热点温度是衡量变压器安全运行和负荷能力的重要指标。当变压器长时间处于温度过高的运行状态时，变压器运行寿命会降低，严重时，会发生过热故障，导致变压器烧毁甚至燃烧爆炸，引起供电中断甚至人员伤亡，不利于电力系统安全运行。优化变压器内部结构设计有利于在相同运行状况下降低变压器的热点温度，对变压器负荷能力提高和安全运行十分重要。

3、在实际应用中，可以通过布置不同结构的绝缘挡板，通过实验来探究变压器油道结构对热点温度的影响，然而该方法存在以下两方面的问题：一方面，在实际生产中，变压器绝缘挡板的布置十分困难，布置不同结构的挡油板不仅成本高，而且费时费力；另一方面，变压器从开始运行到温度分布达到稳定需要较长时间，每次油道结构的改变都需要停运变压器，重新布置挡油板结构，然后重新装入变压器油进行下一次温度实验，操作起来十分不现实。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，用以探究变压器油道结构对变压器热点温度的影响，优化变压器油道结构设计。

2、为实现上述目的，本申请第一方面提供一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，所述方法包括：

3、构建不同油道结构的变压器热点温度仿真模型；

4、构建变压器损耗计算的有限元模型，基于所述有限元模型获得变压器的损耗计算结果；

5、对所述不同油道结构的变压器热点温度仿真模型进行网格剖分，获得剖分好网格的模型；

6、将所述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件，导入所述损耗计算结果进行温度场仿真，获得仿真结果；

7、基于所述仿真结果获得变压器热点温度变化规律。

8、可选地，所述构建不同油道结构的变压器热点温度仿真模型，包括：

9、将水平挡油板初始位置和水平挡油板间的线饼数确定为变压器油道结构参数；

10、获取以所述变压器油道结构参数为全局变量编写的变压器热点温度仿真模型；

11、基于不同的所述变压器油道结构参数和所述变压器热点温度仿真模型，生成所述不同油道结构的变压器热点温度仿真模型。

12、可选地，在所述将所述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件之前，所述方法还包括：

13、对所述剖分好网格的模型的网格质量进行检查，判断所述剖分好网格的模型的网格质量是否符合参考条件；

14、若是，触发所述将所述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件的步骤；

15、若否，重新进行网格剖分。

16、可选地，所述对所述剖分好网格的模型的网格质量进行检查，判断所述剖分好网格的模型的网格质量是否符合参考条件，包括：

17、将所述剖分好网格的模型的单元质量、偏度和纵横比与对应的参考值比较；

18、若所述单元质量大于单元质量参考值，所述偏度小于偏度参考值，且所述纵横比小于纵横比参考值，则所述网格质量符合所述参考条件；若否则所述网格质量不符合所述参考条件。

19、可选地，所述单元质量参考值设定为0.7，偏度参考值设定为3～5，纵横比参考值设定为0.8。

20、可选地，所述网格剖分方法包括三角形网格与四边形网格相结合的网格剖分方法。

21、可选地，所述基于所述有限元模型获得变压器的损耗计算结果，包括：

22、利用所述有限元模型计算变压器的绕组和铁心的发热功率密度，获得所述变压器的损耗计算结果。

23、可选地，所述基于所述仿真结果获得变压器热点温度变化规律，包括：

24、从所述仿真结果中导出热点温度数据，得到变压器热点温度随所述水平挡油板初始位置和所述水平挡油板间线饼数的变化规律。

25、本申请第二方面提供一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析装置，包括：

26、第一构建模块，用于构建不同油道结构的变压器热点温度仿真模型；

27、第二构建模块，用于构建变压器损耗计算的有限元模型，基于上述有限元模型获得变压器的损耗计算结果；

28、网格模块，用于对上述不同油道结构的变压器热点温度仿真模型进行网格剖分，获得剖分好网格的模型；

29、仿真模块，用于将上述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件，导入上述损耗计算结果进行温度场仿真，获得仿真结果；

30、导出模块，用于基于上述仿真结果获得变压器热点温度变化规律。

31、本申请第三方面提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面及其任一种可能的实现方式的步骤。

32、为实现上述目的，本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面所述的方法中的各个步骤。

33、本申请提供一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，通过构建不同油道结构的变压器热点温度仿真模型；构建变压器损耗计算的有限元模型，基于所述有限元模型获得变压器的损耗计算结果；对所述不同油道结构的变压器热点温度仿真模型进行网格剖分，获得剖分好网格的模型；将所述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件，导入所述损耗计算结果进行温度场仿真，获得仿真结果；基于所述仿真结果获得变压器热点温度变化规律；该方法采用有限体积法进行变压器热点温度仿真分析，可以准确得到变压器绕组和变压器油中的热点温度分布，利用不同油道结构相关参数的模型进行仿真，探究变压器油道结构对变压器热点温度的影响，以优化变压器油道结构设计。

技术特征：

1.一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述构建不同油道结构的变压器热点温度仿真模型，包括：

3.根据权利要求1所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，在所述将所述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件之前，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述对所述剖分好网格的模型的网格质量进行检查，判断所述剖分好网格的模型的网格质量是否符合参考条件，包括：

5.根据权利要求4所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述单元质量参考值设定为0.7，偏度参考值设定为3～5，纵横比参考值设定为0.8。

6.根据权利要求3所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述网格剖分方法包括三角形网格与四边形网格相结合的网格剖分方法。

7.根据权利要求1所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述基于所述有限元模型获得变压器的损耗计算结果，包括：

8.根据权利要求1所述变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，其特征在于，所述基于所述仿真结果获得变压器热点温度变化规律，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了一种变压器油道结构对热点温度影响规律的分析方法，该方法包括：构建不同油道结构的变压器热点温度仿真模型；构建变压器损耗计算的有限元模型，基于所述有限元模型获得变压器的损耗计算结果；对所述不同油道结构的变压器热点温度仿真模型进行网格剖分，获得剖分好网格的模型；将所述剖分好网格的模型导入仿真软件中设置边界条件，导入所述损耗计算结果进行温度场仿真，获得仿真结果；基于所述仿真结果获得变压器热点温度变化规律，可以探究变压器油道结构对变压器热点温度的影响，以优化变压器油道结构设计。

技术研发人员：邹德旭,彭庆军,洪志湖,代维菊,周仿荣,谭向宇,胡锦,徐肖伟,刘红文,闵青云,严敬义,孙灏若
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24