变压器模型的选择制造技术

一种用于选择变压器模型的方法(100、200)，该方法由计算机系统(400)执行，该方法包括：

【技术实现步骤摘要】
变压器模型的选择


[0001]本公开涉及用于选择变压器模型的方法。本公开还涉及包含用于执行用于选择变压器模型的方法的指令的计算机程序，并且还涉及计算机系统。最后，本公开涉及一种用于制造变压器的方法。

技术介绍

[0002]通常，电气设备具有用于调节在设备中流动的电流的电压值的变压器。变压器具有由围绕变压器的磁芯放置的一个或多个线圈形成的绕组。
[0003]在某些情况下，电气设备中还提供了断路器，以保护变压器免受过载或短路的风险。
[0004]然而，已知的是，在断开或闭合断路器的操作期间，高频过电压可能到达变压器。这种过电压可能导致变压器击穿。
[0005]特别是，当过电压幅度超过变压器支持的电压幅度时，可能会发生变压器击穿。换句话说，当过电压超过变压器的基本脉冲水平(也称为“BIL水平”)时，可能发生变压器击穿。
[0006]这个问题通常通过安装连接到变压器的电涌放电器来解决。电涌放电器可以衰减或过滤到达变压器的电压幅度，以确保它们低于变压器的BIL水平。在某些情况下，这个问题可以通过在变压器中安装接地变阻器来解决。变阻器的额定电压高于变压器支持的电压。当到达变压器的电压幅度超过变压器的BIL水平时，到达变阻器的过电压传导到地，而不是变压器。变压器因此得到保护免受过电压。
[0007]然而，当绕组经历谐振现象时，也可能发生变压器击穿。当在变压器中流动的电压以与变压器的谐振频率相对应的频率振荡时，会发生这种现象。
[0008]目前，通过安装连接到变压器的RC滤波器来限制绕组中谐振现象的风险。RC滤波器使得可以降低在变压器中流动的电压的频率，从而使其远离变压器的谐振频率。
[0009]然而，安装RC滤波器涉及在电气设备中安装附加元件，这使得所述电气设备的使用和维护更加复杂。

技术实现思路

[0010]本公开旨在改善这种情况。
[0011]为此，描述了一种用于选择变压器模型的方法，该方法由计算机系统执行，该方法包括：
[0012]‑
对包括配置为支持电场的线圈的变压器模型进行建模；
[0013]‑
确定包括变压器模型的一组谐振频率的频率间隔；
[0014]‑
计算当在所述频率间隔上振荡的电压通过变压器模型时作用在线圈上的最大电场；
[0015]‑
将最大电场与最大可允许电场值进行比较；以及
[0016]‑
根据之前进行的比较选择变压器模型。
[0017]因此，有利地，通过对当在包括变压器模型的所述一组谐振频率的频率间隔内振荡的电压穿过变压器模型时作用在线圈上的最大电场进行建模来执行变压器模型的选择。最大电场与最大可允许电场值的比较使得可以选择在所述频率间隔内振荡的电压的作用下不太可能导致击穿的变压器模型。因此，当在所述变压器模型中流动的电压以所选变压器模型的谐振频率之一振荡时，线圈击穿的风险受到限制。
[0018]例如，与电压的计算不同，电场的计算允许在变压器模型中考虑几何形状和尺寸，特别是线圈的几何形状和尺寸，这可能包括不规则性，比如可能出现电荷累积的尖峰，从而产生显著的电场。
[0019]因此，这使得可以在不需要安装附加元件的情况下限制变压器击穿的风险。
[0020]此外，由于该方法由计算机系统执行，所以可对多个变压器模型进行建模和测试，同时降低材料和经济成本。
[0021]在某些情况下，基于变压器模型的阻抗响应的确定来执行包括变压器模型的所述组谐振频率的频率间隔的确定。在某些示例中，可以获得表示作为作用在所述变压器模型上的电压振荡的频率的函数的变压器模型的阻抗变化的图。基于该图，可以确定包括变压器模型的所述组谐振频率的频率间隔。
[0022]在某些情况下，用于选择变压器模型的方法还包括确定线圈中的电压分布。电压分布的确定使得可以例如确定沿着线圈的电压梯度的变化。在某些情况下，变压器模型的选择考虑线圈中的电压分布的特性。因此，变压器模型的选择可以例如被执行，使得电压分布沿着线圈尽可能恒定。
[0023]在某些情况下，变压器模型的建模包括用多个切片对线圈进行建模，线圈的每个切片包括多个匝。例如，建模使得可以选择线圈的切片数和匝数。根据切片数和每个切片的匝数，作用在线圈上的最大电场可以不同。同样，最大可允许电场值可以不同。在某些情况下，变压器模型的建模包括对在线圈的每个切片之间设置有空间的线圈进行建模。建模使得可以例如选择线圈的每个切片之间的距离。根据切片之间的距离，作用在线圈上的最大电场和最大可允许电场值中的至少一个可以不同。同样，沿着线圈的电压梯度可以不同。在某些情况下，变压器模型的建模包括选择布置在线圈的多匝中的每匝之间的材料。因此，根据所选择的材料，作用在线圈上的最大电场可以不同。同样，最大可允许电场值可以不同。此外，建模使得可以根据变压器模型的特性和特定的输入电压来计算变压器模型中的最大电场。
[0024]在某些情况下，变压器模型的建模包括选择用于涂覆线圈的树脂。因此，根据所选择的树脂，作用在线圈上的最大电场可以不同。同样，最大可允许电场值可以不同。
[0025]在某些情况下，线圈被建模以便从以下选择至少一个结构参数：
[0026]‑
切片的总数；
[0027]‑
每个切片中的总匝数；
[0028]‑
设置在线圈的每个切片之间的空间的长度；
[0029]‑
同心高压线圈和低压线圈之间的距离；
[0030]‑
布置在线圈的多匝中的每匝之间的材料；以及
[0031]‑
涂覆线圈的树脂。
[0032]因此，被建模的线圈的特性可以根据结构参数的选择而变化，这使得可以获得变压器模型的不同行为。因此，当在包括变压器模型的所述组谐振频率的频率间隔上振荡的电压作用在所述变压器模型上时，可以选择具有令人满意行为的变压器模型。
[0033]在某些情况下，用于选择变压器模型的方法还包括对一个或多个附加变压器模型进行建模，每个附加变压器模型包括配置为支持相应电场的相应线圈，该方法还包括确定包括每个附加变压器模型的一组相应谐振频率的频率间隔。因此，在选择变压器模型之前，可以测试多个变压器模型。
[0034]根据另一方面，描述了一种用于制造变压器的方法，包括上述用于选择变压器模型的方法，该制造方法包括根据所选模型制造变压器。因此，该制造方法使得可以获得具有对应于所选变压器模型的特性的变压器。
[0035]在某些情况下，变压器是干式涂覆变压器。因此，树脂涂覆在变压器的线圈上，这使得尤其能够防止变压器的线圈与在变压器附近流动的流体接触。
[0036]根据另一方面，描述了一种计算机程序，包含用于当该程序由适于执行所述用于选择变压器模型的方法的处理器执行时执行如上所述的用于选择变压器模型的方法的指令。因此，用于选择变压器模型的方法可以由计算机程序执行，这避免了手动实现的随机性。
[0037]根据另一方面，描述了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于选择变压器模型的方法(100、200)，该方法由计算机系统(400)执行，该方法包括：
‑
对包括配置为支持电场的线圈(10)的变压器模型进行建模；
‑
确定包括变压器模型的一组谐振频率的频率间隔；
‑
计算当在所述频率间隔上振荡的电压通过变压器模型时作用在线圈(10)上的最大电场；
‑
将最大电场与最大可允许电场值进行比较；以及
‑
根据之前进行的比较选择变压器模型。2.根据权利要求1所述的方法(100、200)，其中，基于变压器模型的阻抗响应的确定来执行包括变压器模型的所述一组谐振频率的频率间隔的确定。3.根据权利要求1或2所述的方法(200)，还包括确定线圈(10)中的电压分布。4.根据权利要求3所述的方法(200)，其中，变压器模型的选择考虑线圈(10)中的电压分布的特性。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100、200)，其中，变压器模型的建模包括用多个切片(12)对线圈(10)进行建模，线圈(10)的每个切片(12)包括多匝。6.根据权利要求5所述的方法(100、200)，其中，变压器模型的建模包括对在线圈(10)的每个切片(12)之间设置有空间(14)的线圈(10)进行建模。7.根据权利要求5或6所述的方法(100、200)，其中，变压器模型的建模包括选择布置在线圈(10)的多匝中的每匝之间的材料。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100、200)，其中，变压器模型的建模包括选择用于涂覆线圈(10)的树脂(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：S科雷彻，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：