一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法及系统技术方案

本发明专利技术属于油箱强度校核技术领域，提供了一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法及系统，包括：建立变压器油箱的三维模型；依据所述三维模型，进行在变压器故障环境下的有限元仿真，得到应力最大值；将所述应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度；通过建立变压器油箱的三维模型，借助有限元仿真技术，对变压器油箱有限元仿真，得到应力最大值，然后将应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度，实现了变压器内部故障时的油箱强度校核。现了变压器内部故障时的油箱强度校核。现了变压器内部故障时的油箱强度校核。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法及系统


[0001]本专利技术属于油箱强度校核
，尤其涉及一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法及系统。

技术介绍

[0002]当变压器内部发生短路故障时，故障电弧将会产生大量气体，导致箱体内部压力骤升，进一步可能导致油箱发生变形、破裂甚至引发爆炸事故，严重威胁到运行安全。
[0003]专利技术人发现，面对变压器油箱开裂和爆炸事故的严重危害性，领域内就变压器内部电弧故障时油压的变化已经有了一定的研究；但现有研究中通常会将油箱模型简化到一定程度，以研究压力波在油箱内部传递的过程，模型的简化导致了预测不准确，此外，关于油箱校核部分的研究，主要为油箱抽真空和吊装时的油箱强度校核，没有实现对于变压器发生内部故障时的油箱强度校核。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法及系统，本专利技术为了对油箱设计校核提供参考，提高变压器油箱发生内部故障时的耐压和防爆能力，实现了变压器内部故障时的油箱强度校核。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，包括：
[0007]依据变压器油箱的三维模型，进行在变压器故障环境下的有限元仿真，得到应力最大值；
[0008]将所述应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度。
[0009]进一步的，变压器油箱的三维模型包括箱壁骨架、箱沿骨架和箱底骨架。
[0010]进一步的，有限元仿真时，网格划分采用四边形网格形状，对箱体底部采用完全固定约束。
[0011]进一步的，施加载荷包括变压器故障等效最大载荷和变压器油重量等效载荷两部分。
[0012]进一步的，对变压器油箱在变压器内部发生故障时的极限强度校核，通过对变压器油箱施加不同故障能量的等效载荷，校核不同故障工况下的机械强度情况。
[0013]进一步的，针对不同故障工况，计算变压器油箱故障能量，通过故障能量
‑
等效载荷的等效关系获得故障等效最大载荷。
[0014]进一步的，将变压器和变压器油的重量以质量点的形式模拟；采用绑定接触对的形式将所述质量点和垫块连接，构成整体结构，将整体结构的垫块与变压器油箱摩擦接触连接。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种变压器内部故障时的油箱强度校核系统，包括：
[0016]仿真模块，被配置为：依据变压器油箱的三维模型，进行在变压器故障环境下的有限元仿真，得到应力最大值；
[0017]校核模块，被配置为：将所述应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度。
[0018]第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的变压器内部故障时的油箱强度校核方法的步骤。
[0019]第四方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的变压器内部故障时的油箱强度校核方法的步骤。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术通过建立变压器油箱的三维模型，借助有限元仿真技术，对变压器油箱有限元仿真，得到应力最大值，然后将应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度，实现了变压器内部故障时的油箱强度校核。
附图说明
[0022]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0023]图1为本专利技术实施例1的流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例1的油箱三维模型设计流程图；
[0025]图3为本专利技术实施例1的油箱有限元划分的示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例1的油箱应力分布示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0028]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]实施例1：
[0030]如
技术介绍
中记载的，现有关于油箱校核部分的研究，主要为油箱抽真空和吊装时的油箱强度校核，没有实现对于变压器发生内部故障时的油箱强度校核，针对此问题，本实施例提供了一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，首先通过建立变压器油箱的三维模型，借助有限元仿真技术，对变压器油箱有限元仿真，得到应力最大值，然后将应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度，实现了变压器内部故障时的油箱强度校核；方法的具体步骤为：
[0031]S1、通过三维绘图软件对变压器油箱及其部件进行三维建模，建立变压器油箱装配模型；
[0032]S2、通过有限元前处理软件对所述模型进行网格划分、属性定义和边界确定，构建变压器油箱三维有限元仿真模型；
[0033]S3、对有限元仿真模型施加载荷并进行计算分析，得到分析结果；
[0034]S4、将仿真获取的应力最大值与油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在内部故障时的机械强度。
[0035]步骤S1中，所述三维建模可以通过Pro/ENGINEER实现，所述变压器油箱装配模型可以包括箱壁骨架、箱沿骨架、箱底骨架、箱壁、加强筋以及其他装配件等；所述箱壁骨架可以包括高低压侧骨架和左右端壁骨架等。
[0036]可选的，可以通过在三维建模软件中按照尺寸进行人工绘制。在其他一些实施例中，为了提高建模精度，还可以通过以下方式实现，获取变压器油箱中各部件的边缘线数据，根据各部件的边缘线数据，选取边缘线上的多个点为控制点，确定每个控制点的曲率及表达的参数。对边缘线进行大致偏置，对大致偏置后的边缘线进行优化处理，具体为：将边缘线及其长度方向上两侧的区域定义为边缘线、左侧参考线和右侧参考线；其中，边缘线是变压器油箱中各部件设计时边缘处需要偏置的曲线，左侧参考线和右侧参考线分别是构建变压器油箱中各部件边缘处两边的边线；可以理解的，将变压器油箱中各部件的边缘处进行倒角或圆滑处理，中间线为边缘线，倒角或圆滑处理后两边的线为左侧参考线和右侧参考线；对边缘线进行等分点处理，对等分后的点沿着指定的方向进行偏置及平移；对偏置及平移后的点云进行去重和去交处理，得到平滑随型的边缘线。
[0037]步骤S2中，有限元前处理可以采用ANSYS分析软件的网格前处理软件对网格进行划分，网格划分可以采用四边形网格形状，材料属性定义对象包括变压器油箱壁材料、连接螺栓材料和加强筋材料等，边界确定时对箱体底部采用完全固定约束。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，其特征在于，包括：依据变压器油箱的三维模型，进行在变压器故障环境下的有限元仿真，得到应力最大值；将所述应力最大值与变压器油箱材料许用应力进行比较，校核变压器油箱在变压器故障时的机械强度。2.如权利要求1所述的一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，其特征在于，变压器油箱的三维模型包括箱壁骨架、箱沿骨架和箱底骨架。3.如权利要求1所述的一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，其特征在于，有限元仿真时，网格划分采用四边形网格形状，对箱体底部采用完全固定约束。4.如权利要求3所述的一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，其特征在于，施加载荷包括变压器故障等效最大载荷和变压器油重量等效载荷两部分。5.如权利要求1所述的一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，其特征在于，对变压器油箱在变压器内部发生故障时的极限强度校核，通过对变压器油箱施加不同故障能量的等效载荷，校核不同故障工况下的机械强度情况。6.如权利要求5所述的一种变压器内部故障时的油箱强度校核方法，其特征在于，针对不同故障工况，计算变压器油箱故障能量，通过故障能量

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆东，李龙龙，朱孟兆，王浩哲，顾朝亮，王学磊，王建，朱文兵，伊锋，邢海文，吕俊涛，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：