【技术实现步骤摘要】
一种基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法
本专利技术涉及高压电力设备状态评估
，更具体地，涉及一种基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法。
技术介绍
变压器作为交流输电系统中的核心设备，其可靠运行对电力系统的安全运行至关重要。油浸式变压器在运行中始终承受着绕组、铁芯等部件发热带来的热负荷，若这些热量在变压器中过度聚积，将会危害绝缘的寿命进而影响变压器寿命。为了维持变压器各处温度不超过绝缘系统的温升限值，绝缘油在变压器内部自然或受迫循环，将变压器内部的热量带至散热器最终逸散至空气中。绝缘油具有热膨胀性，在运行中绝缘油的体积变化需要通过呼吸系统进行补偿。同时，呼吸系统也起到分隔空气和变压器油的作用，避免变压器油受潮变质。呼吸系统的容量如果不能与变压器容量良好匹配，轻则欠呼吸浪费容量，重则过度呼吸导致绝缘油溢出引发安全事故。而由于实验耗时长且难以进行，现有的呼吸系统的选型主要通过经验确定，急需一种能够深入了解变压器运行过程中呼吸系统的工作情况，快速准确判断不同型号变压器与呼吸系统配合下呼吸特性的方法。
【技术保护点】
1.一种基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：建立待评估变压器及其呼吸系统的全尺寸三维模型；/nS2：对S1中建立的三维模型划分计算域；/nS3：设定边界条件和材料的物性参数，完成前处理模型的构建；/nS4：使用求解器读取前处理模型，设置理论模型和求解算法；/nS5：初始条件为设置环境温度T
【技术特征摘要】
1.一种基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立待评估变压器及其呼吸系统的全尺寸三维模型；
S2：对S1中建立的三维模型划分计算域；
S3：设定边界条件和材料的物性参数，完成前处理模型的构建；
S4：使用求解器读取前处理模型，设置理论模型和求解算法；
S5：初始条件为设置环境温度Tamb；
S6：计算发热量并作为热源；
S7：仿真不同负载系数情况下油枕油位云图数据，经处理后可得出呼吸系统与变压器的适配情况。
2.根据权利要求1所述的基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程是：
根据待评估的变压器及其呼吸系统的详细尺寸，利用三维建模软件Creo建立全尺寸的三维模型，所述全尺寸主要包括变压器外壳、散热器、高压绕组、低压绕组、铁芯、油枕和呼吸器的详细尺寸。
3.根据权利要求2所述的基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程是：
1)将第一步生成的全尺寸三维模型导入网格划分软件FLUENTMeshing，制定各区域的材料属性；
2)添加尺寸约束，设置最小网格尺寸Smin，单位为mm，设置最大网格尺寸Smax，单位为mm，在流体与固体的交界面设置棱柱型边界层网格策略；
3)生成多面体网格，检查全局网格质量，若maximumskewness≥Qmesh则说明网格质量较低，需重新设置Smin和Smax，直到maximumskewness＜Qmesh；其中maximumskewness为当前全局网格质量，从网格划分软件获取；Qmesh为网格质量阈值。
4.根据权利要求3所述的基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程是：
边界条件为变压器油箱设置为辐射换热边界条件，散热器表面设置为对流换热边界条件，高压绕组表面、低压绕组表面、铁芯表面设置为流固耦合边界条件，呼吸器出口设置为压力出口边界条件，其余表面设置为绝热边界条件；所述材料包括铁芯、绕组、绝缘纸和绝缘油；所述物性参数为密度、动力粘度、热导率、比热容和热膨胀率。
5.根据权利要求4所述的基于CFD的变压器呼吸系统容量匹配评估方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程是：
所述求解器为ANSYSFLUENT；所述理论模型为k-epsilonrealiza...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄静，张乾良，陈道品，武利会，李恒真，温源，陈邦发，金向朝，徐朋江，张健能，张勇，梁刚，何子兰，李莉，陈斯翔，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44
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