一种变压器绕组撑条间距获取方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变压器绕组撑条间距获取方法，包括获取变压器在三相短路时的电流峰值；通过有限元法对电流峰值进行分析，得到变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；确定绕组的待测直边，根据单元电磁力获取待测直边的载荷；将载荷作用在绕组上，获取绕组受力后的挠度，根据挠度获取撑条间距。本发明专利技术通过有限元受力分析能够直观的得到绕组短路时的应力状态，并通过电磁学和材料力学求得撑条间的最优间距，方便设计人员分析，设计人员不用再通过经验去测试不同容量和型号的变压器绕组撑条间距，减少了工作量，从而提高了效率。本发明专利技术还公开了一种变压器绕组撑条间距获取系统及装置，具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器绕组撑条间距获取方法、系统及装置
本专利技术涉及变压器领域，特别是涉及一种变压器绕组撑条间距获取方法、系统及装置。
技术介绍
非晶合金配电变压器抗短路能力是检测变压器是否合格的关键因素，根据变压器短路检测数据来看，抗短路能力不合格的原因之一跟撑条间距有关，绕组撑条与撑条之间间距太大，导致短路时绕组因弯曲应力过大而引发塑性变形，致使变压器辐向失稳，从而引起变压器抗短路能力不合格。在现有技术中，大多数设计者都是凭借经验来设定撑条间距，或者通过给定撑条数算出绕组弯曲应力，如果应力过大，继续增加撑条数再计算，该方法繁琐也存在不确定性，效率不高。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种变压器绕组撑条间距获取方法、系统及装置，通过有限元受力分析能够直观的得到绕组短路时的应力状态，并通过电磁学和材料力学求得撑条间的最优间距，方便设计人员分析，设计人员不用再通过经验去测试不同容量和型号的变压器绕组撑条间距，减少了工作量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种变压器绕组撑条间距获取方法，包括：获取变压器在三相短路时的电流峰值；通过有限元法对所述电流峰值进行分析，得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；确定所述绕组的待测直边，根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷；将所述载荷作用在所述绕组上，获取所述绕组受力后的挠度，根据所述挠度获取撑条间距。优选的，所述得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力的过程具体为：根据洛伦兹力原理得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力。优选的，所述根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷的过程具体为：分别累加所述待测直边在x，y，z三个方向上的单元电磁力，得到三个累加电磁力；将力的方向垂直于所述变压器的铁心柱的累加电磁力作为所述待测直边的载荷。优选的，所述根据所述挠度获取撑条间距的过程具体为：根据梁的强度理论、弯曲应力公式和胡克定律计算得到在所述挠度下的撑条间距。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种变压器绕组撑条间距获取系统，包括：第一获取模块，用于获取变压器在三相短路时的电流峰值；分析模块，用于通过有限元法对所述电流峰值进行分析，得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；确定模块，用于确定所述绕组的待测直边，根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷；第二获取模块，用于将所述载荷作用在所述绕组上，获取所述绕组受力后的挠度，根据所述挠度获取撑条间距。优选的，所述计算模块具体用于：根据洛伦兹力原理得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力。优选的，所述根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷的过程具体为：分别累加所述待测直边在x，y，z三个方向上的单元电磁力，得到三个累加电磁力；将力的方向垂直于所述变压器的铁心柱的累加电磁力作为所述待测直边的载荷。优选的，所述根据所述挠度获取撑条间距的过程具体为：根据梁的强度理论、弯曲应力公式和胡克定律计算得到在所述挠度下的撑条间距。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种变压器绕组撑条间距获取装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述变压器绕组撑条间距获取方法的步骤。本专利技术提供了一种变压器绕组撑条间距获取方法，包括获取变压器在三相短路时的电流峰值；通过有限元法对电流峰值进行分析，得到变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；确定绕组的待测直边，根据单元电磁力获取待测直边的载荷；将载荷作用在绕组上，获取绕组受力后的挠度，根据挠度获取撑条间距。可见，在实际应用中，采用本专利技术的方案，通过有限元受力分析能够直观的得到绕组短路时的应力状态，并通过电磁学和材料力学求得撑条间的最优间距，方便设计人员分析，设计人员不用再通过经验去测试不同容量和型号的变压器绕组撑条间距，减少了工作量，从而提高了效率。本专利技术还提供了一种变压器绕组撑条间距获取系统及装置，具有和上述变压器绕组撑条间距获取方法相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一种变压器绕组撑条间距获取方法的步骤流程图；图2为本专利技术所提供的一种简支梁模型等效图；图3为本专利技术所提供的一种变压器绕组撑条间距获取系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种变压器绕组撑条间距获取方法、系统及装置，通过有限元受力分析能够直观的得到绕组短路时的应力状态，并通过电磁学和材料力学求得撑条间的最优间距，方便设计人员分析，设计人员不用再通过经验去测试不同容量和型号的变压器绕组撑条间距，减少了工作量。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1，图1为本专利技术所提供的一种变压器绕组撑条间距获取方法的步骤流程图，包括：步骤1：获取变压器在三相短路时的电流峰值；步骤2：通过有限元法对电流峰值进行分析，得到变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；具体的，计算变压器在三相短路(最严重的短路故障下)时的电流峰值，以该电流峰值作为激励，采用ANSYS软件建立三维有限元模型，通过该三维有限元模型分析得到变压器的漏磁场分布，漏磁场的解以网格单元的形式形成一组数值解，即得到多个漏磁场单元，通过麦克斯韦方程组得到漏磁场求解的边值问题，边值问题可表示为：其中，S1为高压绕组区域，S2为低压绕组区域，S3为非绕组区域，SH为高压绕组的截面积，SL为低压绕组的截面积，NHiH为高压绕组的磁势，NLiL为低压绕组的磁势。具体的，在步骤1的基础上，根据洛伦兹力原理计算变压器的绕组在x，y，z三个方向上的所有单元电磁力，其中，x方向，y方向，z方向即为空间直角坐标系中的x轴方向、y轴方向、z轴方向，每个漏磁场单元的单元电磁力均由x、y、z三个方向上的体积力和体积力对应的单元体积的乘积合成，可以表示为其中，fi表示在某一方向上第i个漏磁场单元的单元电磁力，若为x方向则用fxi表示，Vi表示该漏磁场单元的单元体积，若为x方向则表示为Vxi，m表示漏磁场单元的数量。步骤3：确定绕组的待测直边，根据单元电磁力获取待测直边的载荷；步骤4：将载荷作用在绕组上，获取绕组受力后的挠度，根据挠度获取撑条间距。具体的，以矩形绕组某一直边为研究对象，记为待测直边，根据步骤2得到的与该待测直边对应的单元电磁力，获取该待测直边上的载荷，这里的载荷是指该待测直边上的均匀总载荷，将得到的载荷作用在绕组上，参照图2所示，绕组受力后与撑条之间的应力可采用简支梁模型进行等效，为保证绕组和撑条间在力的作用下产生较大的形变量，可根据工程经验确定绕组受力后的挠度，即绕组受力弯曲出现的最大位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器绕组撑条间距获取方法，其特征在于，包括：获取变压器在三相短路时的电流峰值；通过有限元法对所述电流峰值进行分析，得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；确定所述绕组的待测直边，根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷；将所述载荷作用在所述绕组上，获取所述绕组受力后的挠度，根据所述挠度获取撑条间距。

【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组撑条间距获取方法，其特征在于，包括：获取变压器在三相短路时的电流峰值；通过有限元法对所述电流峰值进行分析，得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力；确定所述绕组的待测直边，根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷；将所述载荷作用在所述绕组上，获取所述绕组受力后的挠度，根据所述挠度获取撑条间距。2.根据权利要求1所述的变压器绕组撑条间距获取方法，其特征在于，所述得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力的过程具体为：根据洛伦兹力原理得到所述变压器的绕组在x，y，z三个方向上的单元电磁力。3.根据权利要求2所述的变压器绕组撑条间距获取方法，其特征在于，所述根据所述单元电磁力获取所述待测直边的载荷的过程具体为：分别累加所述待测直边在x，y，z三个方向上的单元电磁力，得到三个累加电磁力；将力的方向垂直于所述变压器的铁心柱的累加电磁力作为所述待测直边的载荷。4.根据权利要求3所述的变压器绕组撑条间距获取方法，其特征在于，所述根据所述挠度获取撑条间距的过程具体为：根据梁的强度理论、弯曲应力公式和胡克定律计算得到在所述挠度下的撑条间距。5.一种变压器绕组撑条间距获取系统，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取变压器在三相短路时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许呈盛，谷爱昱，何东升，袁启凯，阮博，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44