【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法及系统
本专利技术涉及一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法及系统,属于变压器
技术介绍
统一潮流控制器用串联变压器是一种新型的电力变压器。国内虽已具备500kV串联变压器设计制造能力,但目前其运维、检修经验仍然薄弱,同时国内外关于串联变压器的公开性研究资料十分有限,其相关研究工作亦有待深入开展。变压器设计制造过程中,其绝缘结构设计尤为关键,直接关系到变压器能否安全运行。传统设计方法大多基于以往经验,其绝缘设计裕度难以把握。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法及系统,通过建立串联变压器二维模型,采用有限元分析法求解变压器内部绝缘电场分布情况,根部内部电场分布与电场控制值的差异,选择绕组间绝缘纸板或绕组绝缘端环进行结构改进,并重新计算电场分布,直到其满足电场控制值要求,达到内部绝缘优化设计的目的。为了达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,包括以下步骤:1)初步确定串联变压器初始绝缘结构尺寸参数;2)根据所述步骤1)确定的初始绝缘结构尺寸参数,在有限元分析软件中以1:1建立串联变压器二维电场有限元分析模型,模型中包括网侧绕组、阀侧绕组、平衡绕组、静电屏、绕组间绝缘纸筒、绝缘端环及绝缘垫块;3)根据串联变压器运行条件,以网侧绕组和阀侧绕组运行相电压为加载条件,或以变压器绝缘耐受电压为加载条件,施加于变压器各绕组;4)根据所述步骤2)建立的串联变压器二维电场有限元分析模型,所述步骤3)施加的加载条件,以及边界条件,采用有限 ...
【技术保护点】
1.一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,包括以下步骤:1)初步确定串联变压器初始绝缘结构尺寸参数;2)根据所述步骤1)确定的初始绝缘结构尺寸参数,在有限元分析软件中以1:1建立串联变压器二维电场有限元分析模型,模型中包括网侧绕组、阀侧绕组、平衡绕组、静电屏、绕组间绝缘纸筒、绝缘端环及绝缘垫块;3)根据串联变压器运行条件,以网侧绕组和阀侧绕组运行相电压为加载条件,或以串联变压器绝缘耐受电压为加载条件,施加于串联变压器各绕组;4)根据所述步骤2)建立的串联变压器二维电场有限元分析模型,所述步骤3)施加的加载条件,以及边界条件,采用有限元分析求解串联变压器电场分布情况;5)根据所述步骤4)的电场分布结果,确定串联变压器绝缘薄弱点,即电场最大点,然后判断此处电场值是否超过绝缘电场控制值;如果超过绝缘电场控制值,则进入步骤6),如果低于绝缘电场控制值,则停止计算,得到最终的串联变压器绝缘结构;6)根据串联变压器绝缘薄弱点进行绝缘优化改进;7)根据优化后的绝缘结构,重新建立串联变压器有限元分析模型,返回步骤3)。
【技术特征摘要】
1.一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,包括以下步骤:1)初步确定串联变压器初始绝缘结构尺寸参数;2)根据所述步骤1)确定的初始绝缘结构尺寸参数,在有限元分析软件中以1:1建立串联变压器二维电场有限元分析模型,模型中包括网侧绕组、阀侧绕组、平衡绕组、静电屏、绕组间绝缘纸筒、绝缘端环及绝缘垫块;3)根据串联变压器运行条件,以网侧绕组和阀侧绕组运行相电压为加载条件,或以串联变压器绝缘耐受电压为加载条件,施加于串联变压器各绕组;4)根据所述步骤2)建立的串联变压器二维电场有限元分析模型,所述步骤3)施加的加载条件,以及边界条件,采用有限元分析求解串联变压器电场分布情况;5)根据所述步骤4)的电场分布结果,确定串联变压器绝缘薄弱点,即电场最大点,然后判断此处电场值是否超过绝缘电场控制值;如果超过绝缘电场控制值,则进入步骤6),如果低于绝缘电场控制值,则停止计算,得到最终的串联变压器绝缘结构;6)根据串联变压器绝缘薄弱点进行绝缘优化改进;7)根据优化后的绝缘结构,重新建立串联变压器有限元分析模型,返回步骤3)。2.根据权利要求1所述的一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,所述串联变压器初始绝缘结构尺寸参数包括串联变压器的绕组间采用的绝缘纸筒、绝缘端环和绝缘垫块各自的数量、尺寸,以及相互间的距离参数。3.根据权利要求1所述的一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,所述步骤3)中,运行条件是指串联变压器连接于电网的线路中,网侧绕组和阀侧绕组都承受额定运行电压,该额定运行电压即运行条件。4.根据权利要求1所述的一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,所述加载条件中,相电压和耐受电压都是定值,在有限元求解模型中直接设置。5.根据权利要求1所述的一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,所述步骤4)中,边界条件是指串联变压器二维电场有限元分析模型的左边界、上边界和右边界均设置电位为0V。6.根据权利要求1所述的一种基于有限元的串联变压器绝缘结构优化方法,其特征在于,所述步骤4)中,采用有限元分析求解串联变压器...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖才波,陶风波,吴鹏,吴益明,朱孟周,蔚超,李健生,陆云才,王胜权,孙磊,林元棣,王同磊,
申请(专利权)人:国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,国家电网有限公司,江苏省电力试验研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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