本申请提供一种变压器入口电容计算方法及装置，通过基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油箱间的幅向电容值和变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向电容值；将所述幅向电容值和所述轴向电容值进行等效处理，等效为材料的介电常数；通过预设变压器二维轴对称几何模型，添加材料及等效材料参数，施加设定工况的激励条件，以计算不同端口间所述变压器的入口电容值。通过本申请可以充分考虑不同结构的位置关系、尺寸关系以及各种材料参数的不同对电容值的影响，从而准确计算变压器在励磁状态下的入口电容。励磁状态下的入口电容。励磁状态下的入口电容。
【技术实现步骤摘要】
一种变压器入口电容计算方法及装置
[0001]本申请涉及变压器
，尤其涉及一种变压器入口电容计算方法及 装置。
技术介绍
[0002]特高压输电具有远距离、大容量、低损耗的优势，特高压变压器作为特 高压输电系统的核心设备，其局部放电试验直接关系到整个输电系统的安全。 目前，通过现场的长时交流感应耐压试验能够及时发现变压器运输和生产、 安装导致的绝缘缺陷，对变压器的安全投运具有重要意义。但由于高电压、 大容量变压器，以往运用发电机组进行局部放电试验的方法往往无法达到试 验要求，而以并联谐振法原理设计的变频电源并没有这方面的限制，因而现 场试验往往使用该方法对变压器进行试验。
[0003]一般高电压大型电力变压器感应耐压(局放)试验中，试品电流呈容性， 由于各绕组之间感应电压不同，同一绕组电压(对地)按匝数分配，绕组之 间及绕组对地电容呈分布参数，所以试品中电容电流分布较复杂；但是从变 压器外部看，电容跨接在变压器励磁端口间，故称之为变压器在励磁状态下 的入口电容，其数值与各绕组之间及绕组对地的几何电容、变压器励磁时各 绕组之间及绕组对地的电压有关，为此，若采取并联谐振的试验方式就必须 知道该变压器的入口电容值。
[0004]现有技术中通过经典电容能量计算公式计算，应用公式时，对不同电极 间距离、材料参数做了简化，并且无法考虑非经典正对情况下的电容计算， 因此，现有技术仅能实现变压器电容的计算，无法做到准确计算变压器在励 磁状态下的入口电容。
技术实现思路
[0005]本申请提供了一种变压器入口电容计算方法及装置，其目的在于，如何 准确计算变压器在励磁状态下的入口电容。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
[0007]一种变压器入口电容计算方法，包括：
[0008]基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油箱间的幅向电容 值和变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向电容值；
[0009]将所述幅向电容值和所述轴向电容值进行等效处理，等效为材料的介电 常数；
[0010]通过预设变压器二维轴对称几何模型，添加材料及等效材料参数，施加 设定工况的激励条件，以计算不同端口间所述变压器的入口电容值。
[0011]进一步的，所述基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油 箱间的幅向电容值，包括：
[0012]采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱间的储能；
[0013]将所述变压器线圈与油箱间的储能进行转化，得到所述变压器线圈与油 箱间的幅向电容值。
[0014]进一步的，所述采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与 油箱间的
储能，包括：
[0015]根据所述变压器的结构特点，按照所述变压器最外层线圈和油箱内壁的 实际尺寸建立变压器线圈与油箱幅向几何电容及等效介电常数的二维平面计 算模型；
[0016]将所述变压器的最外层线圈设置为单位电压的激励源，以油箱内壁、旁 柱为接地边界条件，对所述二维平面计算模型进行二维稳态场计算，得到所 述变压器线圈与油箱间的储能。
[0017]进一步的，所述基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油 箱、铁心铁轭间的轴向电容值，包括：
[0018]采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱、铁心铁轭 间的轴向储能；
[0019]将所述变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向储能进行转化，得到所述 变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的幅向电容值。
[0020]进一步的，所述采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与 与油箱、铁心铁轭间的轴向储能，包括：
[0021]根据所述变压器的结构特点，按照所述变压器线圈和铁轭的实际尺寸分 别建立变压器线圈与铁心铁轭轴向几何电容及等效介电常数的二维轴对称计 算模型和变压器线圈与油箱轴向几何电容及等效介电常数的二维轴对称计算 模型；
[0022]将所述变压器线圈设置为单位电压的激励源，以铁心铁轭为接地边界条 件，对所述变压器线圈与铁心铁轭轴向几何电容及等效介电常数的二维轴对 称计算模型和所述变压器线圈与油箱轴向几何电容及等效介电常数的二维轴 对称计算模型进行二维稳态场计算，得到所述变压器线圈与铁心铁轭间的储 能和所述变压器线圈与油箱间的储能；
[0023]根据所述变压器的铁心铁轭及油箱正对线圈面积的比例，对所述变压器 线圈与铁心铁轭间的储能和所述变压器线圈与油箱间的储能进行加权求和， 得到所述变压器线圈与与油箱、铁心铁轭间的轴向电容储能。
[0024]进一步的，所述通过预设变压器二维轴对称几何模型，添加材料及等效 材料参数，施加设定工况的激励条件，以计算不同端口间所述变压器的入口 电容值，包括：
[0025]根据所述变压器的铁心主柱、铁轭尺寸数据，建立所述预设变压器二维 轴对称几何模型；
[0026]依据试验条件在对应线圈上施加电压激励条件，并依据材料等效介电常 数及材料相关属性，设置不同区域的材料参数；
[0027]通过所述预设二维轴对称几何模型进行二维轴对称稳态计算，得到所述 变压器的储能；
[0028]根据所述变压器的储能计算得到不同端口间所述变压器的入口电容值。
[0029]一种变压器入口电容计算装置，包括：
[0030]第一处理单元，用于基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈 与油箱间的幅向电容值和变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向电容值；
[0031]第二处理单元，用于将所述幅向电容值和所述轴向电容值进行等效处理， 等效为材料的介电常数；
[0032]第三处理单元，用于通过预设变压器二维轴对称几何模型，添加材料及 等效材料
参数，施加设定工况的激励条件，以计算不同端口间所述变压器的 入口电容值。
[0033]进一步的，所述第一处理单元具体用于：
[0034]采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱间的储能；
[0035]将所述变压器线圈与油箱间的储能进行转化，得到所述变压器线圈与油 箱间的幅向电容值。
[0036]进一步的，所述第一处理单元具体用于：
[0037]采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱、铁心铁轭 间的轴向储能；
[0038]将所述变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向储能进行转化，得到所述 变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的幅向电容值。
[0039]一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行 时控制所述存储介质所在的设备执行如上述所述的变压器入口电容计算方 法。
[0040]本申请所述的变压器入口电容计算方法及装置，通过基于电磁仿真软件 和软件编程联合计算变压器线圈与油箱间的幅向电容值和变压器线圈与油 箱、铁心铁轭间的轴向电容值；将所述幅向电容值和所述轴向电容值进行等 效处理，等效为材料的介电常数；通过预设变压器二维轴对称几何模型，添 加材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变压器入口电容计算方法，其特征在于，包括：基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油箱间的幅向电容值和变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向电容值；将所述幅向电容值和所述轴向电容值进行等效处理，等效为材料的介电常数；通过预设变压器二维轴对称几何模型，添加材料及等效材料参数，施加设定工况的激励条件，以计算不同端口间所述变压器的入口电容值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油箱间的幅向电容值，包括：采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱间的储能；将所述变压器线圈与油箱间的储能进行转化，得到所述变压器线圈与油箱间的幅向电容值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱间的储能，包括：根据所述变压器的结构特点，按照所述变压器最外层线圈和油箱内壁的实际尺寸建立变压器线圈与油箱幅向几何电容及等效介电常数的二维平面计算模型；将所述变压器的最外层线圈设置为单位电压的激励源，以油箱内壁、旁柱为接地边界条件，对所述二维平面计算模型进行二维稳态场计算，得到所述变压器线圈与油箱间的储能。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电磁仿真软件和软件编程联合计算变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向电容值，包括：采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向储能；将所述变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的轴向储能进行转化，得到所述变压器线圈与油箱、铁心铁轭间的幅向电容值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用二维有限元电场数值计算方法，得到变压器线圈与与油箱、铁心铁轭间的轴向储能，包括：根据所述变压器的结构特点，按照所述变压器线圈和铁轭的实际尺寸分别建立变压器线圈与铁心铁轭轴向几何电容及等效介电常数的二维轴对称计算模型和变压器线圈与油箱轴向几何电容及等效介电常数的二维轴对称计算模型；将所述变压器线圈设置为单位电压的激励源，以铁心铁轭为接地边界条件，对所述变压器线圈与铁心铁轭轴向几何电容及等效介电常数的二维轴对称计算模型和所述变压器线圈与油箱轴向几何电容及等效介电常数...
【专利技术属性】
技术研发人员：张良县，孔祥宇，张昭，张珊珊，张晓美，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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