一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法技术

本发明专利技术属于换流变压器多物理场耦合计算技术领域，尤其涉及一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法。首先计算变压器铁芯和绕组的损耗；其次，建立换流变压器流体‑温度场模型并离散成三角形‑四边形网络，以磁场损耗为热源，计算分析油箱内部热流耦合时的温度场分布。根据电场特性建立电场模型并剖分为三角形网络，通过快速映射法把流体‑温度场的温度结果映射到电场模型中，最后，搭建输电系统模型，将对地电压波变换到频域，再利用傅里叶反变化将结果回到时域，分析对比换流变压器在均匀温度和非均匀温度条件下的非正弦稳态交直流复合电场。本方法考虑了温度梯度的存在，提高了计算准确度，使得计算结果更符合实际情况。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法
本专利技术属于换流变压器多物理场耦合计算
，尤其涉及一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法。
技术介绍
换流变压器是特高压直流输电工程中最重要的部件之一，具有传输功率和转换电能的作用。在实际工况中换流变压器处于复合电场中，此刻网侧处于基频正弦电压，阀侧包含直流电压、基频正弦电压、高次谐波电压，换流变压器网侧与阀侧的工作环境比较复杂，并且换流变压器的内部结构也较为复杂，复杂的工作环境和内部结构使换流变压器的绝缘成为比较薄弱的环节。而绝缘油、油浸纸板可改善强迫油循环的油道，使热源对流散热，也使绝缘性能提高，因此研究换流变压器的绝缘问题至关重要，绝缘是否优良直接影响直流输电系统的性能。换流变压器的电场计算可以为绝缘分析提供指导。然而大多数学者在研究电场时，假设内部绝缘介质电导率恒定，却不考虑电导率与温度正相关。这样的假设虽然给电场仿真带来了方便，但是这种电导率为常数的处理，可能会使仿真得到的电场与实际电场产生偏差，直接影响对绝缘性能的判断，难以满足换流变压器的实际设计需要。近年来发展运用的导向式油道能使冷却油沿指定路径通过绕组内部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算换流变压器的铁芯损耗与绕组损耗；步骤2：精细换流变压器网侧、阀侧绕组的内部油道，按实际换流变压器分布及油道状态建立换流变压器二维流体‑温度场模型；步骤3：根据流体场和温度场特征，将换流变压器流体‑温度场模型离散为三角形‑四边形的混合网格，根据层流理论，采用有限体积法计算流体场和温度场；步骤4：根据电场特征，建立换流变压器二维电场模型，并将换流变压器电场模型离散为三角形有限元网格，采用有限元方法计算电场；步骤5：根据异构网格节点数据快速映射算法，利用插值将温度场中每个节点的数据映射到步骤4离散得到的电场三角形单元...

【技术特征摘要】
1.一种考虑温度梯度的换流变压器复合电场计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算换流变压器的铁芯损耗与绕组损耗；步骤2：精细换流变压器网侧、阀侧绕组的内部油道，按实际换流变压器分布及油道状态建立换流变压器二维流体-温度场模型；步骤3：根据流体场和温度场特征，将换流变压器流体-温度场模型离散为三角形-四边形的混合网格，根据层流理论，采用有限体积法计算流体场和温度场；步骤4：根据电场特征，建立换流变压器二维电场模型，并将换流变压器电场模型离散为三角形有限元网格，采用有限元方法计算电场；步骤5：根据异构网格节点数据快速映射算法，利用插值将温度场中每个节点的数据映射到步骤4离散得到的电场三角形单元节点中；步骤6：将换流变压器内部的绝缘油、油浸油纸按要求干燥、脱水，采用三电极法测量在不同温度下绝缘油、油浸油纸的电导率，并拟合得到绝缘油、油浸油纸的温度-电导率变化曲线；步骤7：搭建输电系统模型，得到对地电压波形；步骤8：采用快速傅里叶变换将对地电压波形变换到频域，在频域使用有限元方法求解后再采用快速傅里叶反变换得到原时域的周期非正弦稳态结果，即换流变压器内部电场分布。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，池骋，靳艳娇，孙立鹏，马永强，李琳，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13