变压器内置电抗器电抗参数计算方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种变压器内置电抗器电抗参数计算方法、装置及电子设备，其中，所述方法包括：基于变压器内置电抗器的结构参数，构建所述变压器内置电抗器的三维有限元模型；设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，所述低压运行工况包括额定工况和短路工况；通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息；根据所述磁场信息以及所述变压器内置电抗器线圈在低压运行工况下的电流，计算所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的电抗值。通过上述方法能够得到变压器内置电抗器电抗参数在不同工况下的电抗值，进而为内置电抗器的设计提供更合理准确的判断依据。判断依据。判断依据。

【技术实现步骤摘要】
变压器内置电抗器电抗参数计算方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及电力设备
，特别是涉及一种变压器内置电抗器电抗参数计算方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]为了实现电网安全运行，通常在变压器的低压线圈末端通过引线串联电抗器，以增加线圈的电抗，提升变压器的抗短路能力，进而降低电网电压的变化率和短路电流值。对于这种内置电抗器的高阻抗变压器，其空载损耗与标准阻抗变压器相同，通常低于其他结构的高阻抗变压器，可以减小空载或轻载时的电能消耗，非常适用于负荷率不高的场合。
[0003]然而，现有技术在计算变压器内置电抗器的电抗值时，往往仅考虑额定电流下的电抗值，而依据额定电流下的电抗器电抗值所设计制造的变压器在低压侧遭受短路电流时，短路电流所产生的漏磁将使得铁轭饱和，导致变压器内置电抗器的正序和负序阻抗非线性下降，此时变压器将承受更大的短路电流，其运行安全性难以保障。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种变压器内置电抗器电抗参数计算方法、装置及电子设备，能够得到变压器内置电抗器电抗参数在不同工况下的电抗值，进而为内置电抗器的设计提供更合理准确的判断依据。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种变压器内置电抗器电抗参数计算方法，包括：
[0006]基于变压器内置电抗器的结构参数，构建所述变压器内置电抗器的三维有限元模型；
[0007]设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，所述低压运行工况包括额定工况和短路工况；
>[0008]通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息；
[0009]根据所述磁场信息以及所述变压器内置电抗器线圈在低压运行工况下的电流，计算所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的电抗值。
[0010]可选的，所述短路工况包括三相短路工况和单相对地短路工况。
[0011]可选的，所述设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，具体为：
[0012]根据变压器低压侧的额定电流和短路阻抗，计算所述变压器在三相短路工况和单相对地短路工况下的短路电流；
[0013]基于所述额定电流设置所述变压器内置电抗器线圈在所述额定工况下的三相对称交流电流；
[0014]基于所述短路电流设置所述变压器内置电抗器线圈在所述三相短路工况下的三相对称交流电流；
[0015]基于所述短路电流设置所述变压器内置电抗器线圈在所述单相对地短路工况下
的交流电流。
[0016]可选的，所述通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息，具体为：
[0017]通过三维瞬态磁场仿真计算所述三维有限元模型的三维求解域体积和平均磁场强度；
[0018]根据所述三维求解域体积和所述平均磁场强度，计算所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场储能。
[0019]可选的，所述方法还包括：
[0020]根据所述变压器内置电抗器在额定工况和短路工况下各电抗值间的偏差值大小，调整所述变压器内置电抗器的结构。
[0021]可选的，所述结构参数包括电抗器绕组匝数和几何高度、线圈结构数据和铁心框结构数据。
[0022]可选的，所述三维有限元模型的三维求解域的尺寸不小于所述变压器内置电抗器外部尺寸的1.3倍。
[0023]第二方面，本专利技术还提供一种变压器内置电抗器电抗参数计算装置，包括：
[0024]模型构建模块，用于基于变压器内置电抗器的结构参数，构建所述变压器内置电抗器的三维有限元模型；
[0025]参数设置模块，用于设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，所述低压运行工况包括额定工况和短路工况；
[0026]第一计算模块，用于通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息；
[0027]第二计算模块，用于根据所述磁场信息以及所述变压器内置电抗器线圈在低压运行工况下的电流，计算所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的电抗值。
[0028]可选的，所述三维有限元模型的三维求解域的尺寸不小于所述变压器内置电抗器外部尺寸的1.3倍。
[0029]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的变压器内置电抗器电抗参数计算方法。
[0030]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术提供的变压器内置电抗器电抗参数计算方法通过采用有限元方法进行磁场仿真，并计及磁路饱和、集肤效应及端部效应等影响，计算变压器内置电抗器在额定工况及短路工况下的电抗值，从而为变压器内置电抗器设计的正确性提供更合理准确的判断依据。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式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方式，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。
[0033]图1是本专利技术实施例提供的变压器内置电抗器电抗参数计算方法的流程示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例提供的变压器内置电抗器电抗参数计算装置的结构示意图。
具体实施方式
[0035]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，所描述的实施例仅仅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。
[0036]第一方面，如图1所示，本专利技术一个实施例提供一种变压器内置电抗器电抗参数计算方法，包括下述步骤。
[0037]S1：基于变压器内置电抗器的结构参数，构建所述变压器内置电抗器的三维有限元模型。
[0038]可以理解的是，根据变压器内置电抗器的结构参数，可在有限元软件中绘制变压器内置电抗器各部件的三维几何模型，再通过有限元网格划分，得到所述变压器内置电抗器的三维有限元模型。
[0039]在本实施例中，所述结构参数包括电抗器绕组匝数和几何高度、线圈结构数据和铁心框结构数据。
[0040]S2：设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，所述低压运行工况包括额定工况和短路工况。
[0041]具体地，所述短路工况包括三相短路工况和单相对地短路工况。
[0042]S3：通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息。
[0043]S4：根据所述磁场信息以及所述变压器内置电抗器线圈在低压运行工况下的电流，计算所述变压器内置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器内置电抗器电抗参数计算方法，其特征在于，包括：基于变压器内置电抗器的结构参数，构建所述变压器内置电抗器的三维有限元模型；设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，所述低压运行工况包括额定工况和短路工况；通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息；根据所述磁场信息以及所述变压器内置电抗器线圈在低压运行工况下的电流，计算所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的电抗值。2.根据权利要求1所述的变压器内置电抗器电抗参数计算方法，其特征在于，所述短路工况包括三相短路工况和单相对地短路工况。3.根据权利要求2所述的变压器内置电抗器电抗参数计算方法，其特征在于，所述设置所述变压器内置电抗器在低压运行工况下的电流，具体为：根据变压器低压侧的额定电流和短路阻抗，计算所述变压器在三相短路工况和单相对地短路工况下的短路电流；基于所述额定电流设置所述变压器内置电抗器线圈在所述额定工况下的三相对称交流电流；基于所述短路电流设置所述变压器内置电抗器线圈在所述三相短路工况下的三相对称交流电流；基于所述短路电流设置所述变压器内置电抗器线圈在所述单相对地短路工况下的交流电流。4.根据权利要求1所述的变压器内置电抗器电抗参数计算方法，其特征在于，所述通过仿真计算得到所述三维有限元模型的三维求解域中，所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场信息，具体为：通过三维瞬态磁场仿真计算所述三维有限元模型的三维求解域体积和平均磁场强度；根据所述三维求解域体积和所述平均磁场强度，计算所述变压器内置电抗器在所述低压运行工况下的磁场储能。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贤，蔡玲珑，靳宇晖，马志钦，张笛，李兴旺，郑晓光，周丹，姜烁，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：