一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法技术

本发明专利技术提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法通过对瓦斯继电器建立物理模型，并对简化后的物理模型进行初始设置，根据初始设置计算得到油流在简化模型内部流场内的压力分布和速度分布，从而分析油流涌动下的物理模型的流速变化规律，得到发生故障后瓦斯继电器动作流速从0到1.3米/秒的暂态内瓦斯继电器动作的时间，进而通过与试验台设定值比较分析瓦斯继电器误动的原因。本发明专利技术提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法能够实时监测瓦斯继电器的内部流场数据，操作性强，能够与实际工况拟合度很高，且能够减少人力物力成本，进而降低实验开支。

Method for determining setting value of gas relay action based on CFD

The CFD method to determine the action of gas relay based on the setting value is provided through the establishment of physical model of gas relay, and the simplified physical model of the initial setup, according to the initial set of calculated oil flow in simplifying the pressure distribution and velocity distribution of internal flow field in the model, flow rate variation to analyze the physical model of oil the surging stream, obtained after the failure of the action of gas relay velocity from 0 to 1.3 m / s in the transient action of gas relay in time, and then through the comparative analysis and test set value of gas relay misoperation reason. The CFD method to determine the action of gas relay based on the setting value provided by the invention can flow real-time monitoring data of gas relay, strong operability, high degree can be with the actual working condition, and can reduce the manpower cost, thereby reducing the experimental expenses.

【技术实现步骤摘要】
一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法
本专利技术涉及判别瓦斯继电器误动
，尤其涉及一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法。
技术介绍
在电力系统中，由于变压器具有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离和稳压等的功能，因而变压器是一种常用的电力设备。由于环境及电压等的作用使得变压器损坏，损坏的变压器又会对电力系统的稳定造成影响，因而需要对变压器进行保护。目前，常用的变压器保护装置为瓦斯继电器。瓦斯继电器又称气体继电器，安装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内。当变压器内部发生故障时，故障会使管道内的油分解产生气体或造成油流涌动，使得瓦斯继电器发生接点动作，接通制定的控制回路，并及时发出信号警告或启动保护元件自动切除变压器，进而使得变压器得以保护。在瓦斯继电器保护变压器的过程中，若瓦斯继电器发生误动，则瓦斯继电器会发出一系列的保护动作，使得原本正常运行的变压器中断，影响电力系统的正常运行，因此，瓦斯继电器是否发生误动将影响电力系统的正常运行。由于实际应用中瓦斯继电器安装在变压器的储油柜和油箱之间的管道中，且瓦斯继电器内部空间有限，因此在实际应用中无法分析瓦斯继电器的动作。目前，瓦斯继电器误动的研究一般采用试验法模拟瓦斯继电器的工作状态，进而测定瓦斯继电器的动作情况。试验台由油泵、流量计、瓦斯继电器卡装位、电源等部分组成，在试验中，油泵的转速控制油流的速度，瓦斯继电器的挡板受到油流冲击压力而形成的转动力矩，从而带动挡板转动，致使瓦斯继电器发生动作。一般的，油流速度达到1.0-1.3m/s时，瓦斯继电器的挡板发生转动，此时的油流速度为瓦斯继电器的整定值，之后流速的增加已不对瓦斯继电器动作产生影响。由于瓦斯继电器在出厂时都会有一个整定值，在投入使用前要在试验台上测定真实的整定值和厂家所给的整定值是否一致，不一致时就需要重新测定整定值，因而需要对油流速度到达整定值的时间进行分析，进而判定瓦斯继电器是否发生误动。然而从实际生产中瓦斯继电器保护动作后的故障记录可知，流速的增加从零到整定值一般为50-150ms，时间非常短，而且试验中瓦斯继电器内部的流场、各部件的压力无法直接观测，因此，在现有技术下，无法模拟瓦斯继电器的上述变化过程，进而不能反映实际情况下的油流暂态变化情况，进而也就无法判别瓦斯继电器在暂态流速下是否发生误动。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于CFD(ComputationalFluidDynamics，计算流体动力学)的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，以解决实际应用中无法监测瓦斯继电器动作使得整定值的问题。本专利技术提供一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，所述方法包括：建立瓦斯继电器实体参数物理模型；简化所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件，得到简化模型；对所述简化模型进行CFD数值分析，得到简化模型的误动参数；根据所述简化模型的误动参数确定瓦斯继电器中油流速从0增加到整定值之间的时间。优选地，简化所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件，得到简化模型包括：根据所述物理模型通过布尔运算得到所述物理模型的；根据所述内部流场将所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件去除，得到简化模型。优选地，对所述简化模型进行CFD数值分析，得到简化模型的误动参数包括：对所述简化模型进行包括收敛因子的初始设置；根据所述初始设置通过k-epsilion计算模型进行迭代计算；判断相邻两次的计算值之差小于所述收敛因子；若相邻两次的计算值之差小于所述收敛因子，则得到油流在所述简化模型内部流场内的压力分布和速度分布；若相邻两次的计算值之差大于或等于所述收敛因子，则继续进行迭代计算；计算所述挡板发生转动时的转矩。优选地，对所述简化模型进行包括收敛因子的初始设置包括：根据所述简化模型确定控制方程、边界条件和变压器油物理性质，所述边界条件包括流动进口边界、流动出口边界、给定压力边界和壁面边界；对所述简化模型的内部流场进行初始化，设定收敛因子；对所述简化模型的流场进行网格划分；在所述简化模型的挡板运动范围内对所述网格进行加密。优选地，所述边界条件为：入口设置为流动进口边界条件，初始压强取试验台充满油的微正压环境540帕斯卡；流动出口边界条件定义为outflow，其他边界条件均定义为壁面。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术提供一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，所述方法包括：建立瓦斯继电器实体参数物理模型；简化所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件，得到简化模型；对所述简化模型进行CFD数值分析，得到简化模型的误动参数；根据所述简化模型的误动参数确定瓦斯继电器中油流速从0增加到整定值之间的时间。本专利技术提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法通过对瓦斯继电器建立物理模型，并对简化后的物理模型进行初始设置，根据初始设置计算得到油流在简化模型内部流场内的压力分布和速度分布，从而分析油流涌动下的物理模型的流速变化规律，得到发生故障后瓦斯继电器动作流速从0到1.3米/秒的暂态内瓦斯继电器动作的时间，进而通过与试验台设定值比较分析瓦斯继电器误动的原因。本专利技术提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法能够实时监测瓦斯继电器的内部流场数据，操作性强，能够与实际工况拟合度很高，且能够减少人力物力成本，进而降低实验开支。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的挡板式QJ-80型瓦斯继电器的三维模型示意图；图3为本专利技术实施例提供的挡板式QJ-80型瓦斯继电器挡板的力矩与时间关系图；图4为本专利技术实施例提供的挡板式QJ-80型瓦斯继电器挡板开启状态与时间的关系图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。请参考附图1，附图1示出了本专利技术实施例提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法流程图，下述具体实施例的描述均以附图1为基础。CFD技术是一门用数值计算方法直接求解流动主控方程以发现各种流动现象规律的科学，具有投资小成本低、研究周期短和精度易于提高等特点，不仅可以减少人力物力，缩短工作周期，而且还有可重复性强，可操作性强的特点，因而将CFD技术应用于瓦斯继电器的动作模拟分析能够避免因试验台数据延迟而造成的错误分析。本专利技术实施例提供的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法包括：S01：建立瓦斯继电器实体参数物理模型；测量瓦斯继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，其特征在于，所述方法包括：建立瓦斯继电器实体参数物理模型；简化所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件，得到简化模型；对所述简化模型进行CFD数值分析，得到简化模型的误动参数；根据所述简化模型的误动参数确定瓦斯继电器中油流速从0增加到整定值之间的时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，其特征在于，所述方法包括：建立瓦斯继电器实体参数物理模型；简化所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件，得到简化模型；对所述简化模型进行CFD数值分析，得到简化模型的误动参数；根据所述简化模型的误动参数确定瓦斯继电器中油流速从0增加到整定值之间的时间。2.根据权利要求1所述的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，其特征在于，简化所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件，得到简化模型包括：根据所述物理模型通过布尔运算得到所述物理模型的；根据所述内部流场将所述物理模型内部对内部流场影响较小的部件去除，得到简化模型。3.根据权利要求1所述的基于CFD的瓦斯继电器动作时整定值的确定方法，其特征在于，对所述简化模型进行CFD数值分析，得到简化模型的误动参数包括：对所述简化模型进行包括收敛因子的初始设置；根据所述初始设置通过k-epsilion计算模型进行迭代计算；判断相邻两次的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜男，张丽，周鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53