一种饱和电抗器热特性分析方法及系统技术方案

一种饱和电抗器热特性分析方法及系统，包括：获取饱和电抗器外壳表面温度；基于预设的饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系确定所述饱和电抗器外壳表面温度下对应的铁心温度；基于所述铁心温度确定饱和电抗器的热特性。本发明专利技术建立了饱和电抗器的铁心温度、外壳表面温度与饱和电抗器本体热特性参数和外部变量的关系式，该关系式提供了一种通过监测电抗器表面温升推演内部铁心温度的方法，可以更好地用于监测实际运行时电抗器的工作状态，保证换流阀系统整体的可靠运行。

Analysis method and system of thermal characteristics of saturable reactor

【技术实现步骤摘要】
一种饱和电抗器热特性分析方法及系统
本专利技术涉及电力电子中特高压直流输电换流阀装备领域，具体涉及一种饱和电抗器热特性分析方法及系统。
技术介绍
饱和电抗器是换流阀核心组部件之一，用于保护晶闸管，在晶闸管开通瞬间，饱和电抗器表现出很大的阻抗，从而抑制了开通浪涌电流的过快增长；此时，饱和电抗器还可以发挥阻尼作用，避免第一波谷电流的过零导致晶闸管的误关断；在雷电过电压情况下，饱和电抗器还将承担大部分峰值电压，从而降低晶闸管的电压应力。饱和电抗器的损耗分为线圈发热产生的铜损，以及铁心发热产生的铁损。虽然饱和电抗器的线圈铜损能够达到几千瓦，但由于其线圈采用中空的内部通有冷却水的铜管或铝管构成，线圈散热性能良好；而铁心损耗通常低于1kW，但由于现有的饱和电抗器设计中，铁心并未直接与散热介质接触，导致铁心成为饱和电抗器中温度最高的部件，同时可能造成饱和电抗器的整体温度过高，成为换流阀中主要的发热源。由于饱和电抗器的电气参数对温度敏感，一般要求饱和电抗器的铁心热点温度不超过110℃，但铁心灌封在整个外壳中，无法直接测量铁心温度，导致不能准确的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，包括：/n获取饱和电抗器外壳表面温度；/n基于预设的饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系确定所述饱和电抗器外壳表面温度下对应的铁心温度；/n基于所述铁心温度确定饱和电抗器的热特性。/n

【技术特征摘要】
1.一种饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，包括：
获取饱和电抗器外壳表面温度；
基于预设的饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系确定所述饱和电抗器外壳表面温度下对应的铁心温度；
基于所述铁心温度确定饱和电抗器的热特性。


2.如权利要求1所述的饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，所述饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系的设定方法包括：
基于热量关系、功率关系以及饱和电抗器的特性参数设定饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系式；
基于实验数据确定所述饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系式中的特征参数；
基于所述特征参数和设定的饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系式确定所述饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系。


3.如权利要求2所述的饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，所述饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系式，包括：
基于饱和电抗器外壳表面温度、环境温度、冷却水温度和饱和电抗器的特性参数的第一关系式和基于铁心总损耗、环境温度、冷却水温度和饱和电抗器的特性参数的第二关系式。


4.如权利要求3所述的饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，所述基于预设的饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系确定所述饱和电抗器外壳表面温度下对应的铁心温度，包括：
基于第一关系式和测量的饱和电抗器外壳表面温度得到铁心总损耗；
基于第二关系式和所述铁心总损耗得到铁芯温度。


5.如权利要求4所述的饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，所述第一关系式，如下式所示：



式中：Ts：饱和电抗器外壳表面温度；Rca：铁心对空气的热阻；h：饱和电抗器表面的空气对流换热系数；Ta：环境温度；Rcw：铁心对冷却水的热阻；P：饱和电抗器的铁心总损耗；Tw：冷却水温度。


6.如权利要求4所述的饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，所述第二关系式，如下式所示：



式中：Tc：铁心温度；Rca：铁心对空气的热阻；Ta：环境温度；Rcw：铁心对冷却水的热阻；P：饱和电抗器的铁心总损耗；Tw：冷却水温度。


7.如权利要求2所述的饱和电抗器热特性分析方法，其特征在于，所述基于实验数据获得所述饱和电抗器外壳表面温度和铁心温度的关系式中的特征参数，包括：
基于实验数据中，至少两组饱和电抗器的铁心总损耗，和所述铁心总损耗对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟娟，盛财旺，周建辉，高冲，李婷婷，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11