电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，所述方法包括：根据磁导率和单位界面电流密度计算向量磁位；通过磁位函数所满足的微分方程计算电力变压器的漏磁；根据所述漏磁计算所述电力变压器结构件的涡流损耗，本发明专利技术基于镜像法，电磁理论和麦克斯韦方程组，结合大型电力变压器的漏磁分布,得到一种用较少计算量获得高准确度漏磁场的方法，然后结合变压器结构参数和电磁参数，分析和推导变压器结构件中杂散损耗的计算公式，通过解析法计算变压器结构件的涡流损耗，有助于降低其杂散损耗、防止钢结构件中产生局部过热现象。象。象。

【技术实现步骤摘要】
电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法


[0001]本专利技术涉及变压器
，尤其是涉及一种电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着超高压和特高压交流技术的成熟应用，电力变压器的容量和等级不断增加，导致电力变压器的漏磁场在变压器各结构件中产生的涡流损耗明显增加。漏磁强度的增大直接会导致变压器结构件杂散损耗的增加，数据统计表明漏磁强度每增加20％，由漏磁引起的杂散损耗就会增加40％。不同于小容量的变压器，损耗主要是由电阻引起的，大容量变压器的杂散损耗有时可以占总损耗的30％～40％，因此杂散损耗是不可忽视的一部分，其中油箱产生的涡流损耗是杂散损耗的主要组成成分。
[0003]变压器的杂散损耗主要来源于纵向和横向漏磁通通过油箱、拉板及钢压板等钢结构零件中所产生的损耗。由于漏磁场在变压器结构件中的分布不均匀，在某部位磁通密度会很小，而在另外一部位磁通密度则很大，在磁通密度大的部位感应产生的涡流损耗也大，进而会在这些部位产生过高的温升，当温升超过国标规定的温升极限时就会形成局部过热点。因此，在大型电力变压器中若不能很好的解决漏磁场问题，不仅会造成能量的损失，还会使得变压器结构件发生局部过热，影响变压器的效率和正常运行，长期下去会造成变压器局部绝缘老化，缩短变压器寿命，严重时还会威胁到变压器的安全运行。如何计算变压器结构件的涡流损耗,降低其杂散损耗、防止钢结构件中产生局部过热现象是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法。
[0005]本专利技术提出的一种电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，包括：根据磁导率和单位界面电流密度计算向量磁位；通过磁位函数所满足的微分方程计算电力变压器的漏磁，其中，将所述向量磁位做旋度运算得到所述磁位函数；根据所述漏磁计算所述电力变压器结构件的涡流损耗。
[0006]另外，根据本专利技术实施例的电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，还可以具有如下附加的技术特征：
[0007]进一步地，根据磁导率和单位界面电流密度计算向量磁位，包括：
[0008][0009]其中，A为所述向量磁位，J为所述单位界面电流密度，μ为所述磁导率，A
x
、A
y
、A
z
分别为所述向量磁位在直角坐标系中的三个分量，J
x
、J
y
、J
z
分别为所述单位界面电流密度在直角坐标系中的三个分量。
[0010]进一步地，通过磁位函数所满足的微分方程计算电力变压器的漏磁，包括：
[0011]B＝rotA，
[0012][0013]其中，B为磁位函数，A为所述向量磁位，B
x
、B
y
、B
z
分别为所述漏磁在直角坐标系中的三个分量，A
x
、A
y
、A
z
分别为所述向量磁位在直角坐标系中的三个分量。
[0014]进一步地，在计算向量磁位时，
[0015]若J＝kJ
z
，J
x
＝J
y
＝0，则满足A＝kA
z
，且A
x
＝A
y
＝0，
[0016]其中，A为所述向量磁位，J为所述单位界面电流密度，J
x
、J
y
、J
z
分别为所述单位界面电流密度在直角坐标系中的三个分量，k为z轴单位矢量，A
x
、A
y
、A
z
分别为所述向量磁位在直角坐标系中的三个分量。
[0017]进一步地，根据所述漏磁计算电力变压器结构件的涡流损耗，包括：计算每单位长度的磁通量；根据每单位长度的所述磁通量计算纵向磁场在所述电力变压器结构件中产生的损耗。
[0018]进一步地，计算每单位长度的磁通量，包括：
[0019][0020]式中，
[0021]其中，B
x
、B
y
、B
z
分别为所述漏磁在直角坐标系中的三个分量，Φ为所述磁通量，k1为与材料有关的系数。
[0022]进一步地，根据每单位长度的所述磁通量计算纵向磁场在所述电力变压器结构件中产生的损耗，包括：
[0023][0024]其中，P为垂直于x方向的单位面积损耗，Φ为所述磁通量，f为频率，k2为与材料有
关的系数。
[0025]进一步地，所述电力变压器结构件包括导电平板，根据所述漏磁计算电力变压器结构件的涡流损耗，包括：将所述导电平板沿高度方向等分为N个条形块；计算每个条形块中心处的等效磁感强度，其中，每个条形块中心处的等效磁感强度的绝对值构成山状分布；根据所述等效磁感强度计算横向磁场在所述电力变压器结构件中产生的损耗。
[0026]进一步地，计算每个条形块中心处的等效磁感强度，包括：
[0027][0028]其中，当n
n
<＝1且不为最后一个所述山状分布时，k＝1，当n
n
>＝2时，B为所述山状分布段内的等效磁感强度，B
m
为导电平板表面上预设位置处的磁感强度，n
n
为的整数部分，，对于最后一个所述山状分布，若n
n
≤1，取n
n
＝2；m
k
＝m2‑
m1，m1为所述山状分布的起始段标号，m2为段标号。
[0029]进一步地，根据所述等效磁感强度计算横向磁场在所述电力变压器结构件中产生的损耗，包括：
[0030][0031]其中，P(k)为横向磁场在所述电力变压器结构件中产生的损耗，a,b分别表示矩形平板的宽度和长度，l
k
为任一个所述山状分布的长度，f为当前磁场的频率，f0为预设频率，B为所述山状分布段内的等效磁感强度，Eddy表示不作任何修正时的单位体积损耗，ERROR为误差修正系数，COR为材料修正系数。
[0032]根据本专利技术实施例的电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，，基于镜像法，电磁理论和麦克斯韦方程组，结合大型电力变压器的漏磁分布,得到一种用较少计算量获得高准确度漏磁场的方法，然后结合变压器结构参数和电磁参数，分析和推导变压器结构件中杂散损耗的计算公式，通过解析法计算变压器结构件的涡流损耗，有助于降低其杂散损耗、防止钢结构件中产生局部过热现象。
[0033]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0034]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0035]图1是根据本专利技术一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，其特征在于，包括：根据磁导率和单位界面电流密度计算向量磁位；通过磁位函数所满足的微分方程计算电力变压器的漏磁，其中，将所述向量磁位做旋度运算得到所述磁位函数；根据所述漏磁计算所述电力变压器结构件的涡流损耗。2.根据权利要求1所述的电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，其特征在于，根据磁导率和单位界面电流密度计算向量磁位，包括：其中，A为所述向量磁位，J为所述单位界面电流密度，μ为所述磁导率，A
x
、A
y
、A
z
分别为所述向量磁位在直角坐标系中的三个分量，J
x
、J
y
、J
z
分别为所述单位界面电流密度在直角坐标系中的三个分量。3.根据权利要求2所述的电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，其特征在于，通过磁位函数所满足的微分方程计算电力变压器的漏磁，包括：B＝rotA，其中，B为磁位函数，A为所述向量磁位，B
x
、B
y
、B
z
分别为所述漏磁在直角坐标系中的三个分量，A
x
、A
y
、A
z
分别为所述向量磁位在直角坐标系中的三个分量。4.根据权利要求3所述的电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，其特征在于，在计算向量磁位时，若J＝kJ
z
，J
x
＝J
y
＝0，则满足A＝kA
z
，且A
x
＝A
y
＝0，其中，A为所述向量磁位，J为所述单位界面电流密度，J
x
、J
y
、J
z
分别为所述单位界面电流密度在直角坐标系中的三个分量，k为z轴单位矢量，A
x
、A
y
、A
z
分别为所述向量磁位在直角坐标系中的三个分量。5.根据权利要求4所述的电力变压器结构件的涡流损耗的计算方法，其特征在于，根据所述漏磁计算电力变压器结构件的涡流损耗，包括：计算每单位长度的磁通量；根据每单位长度的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程祥，王智洋，王聪，谢洪生，李海超，阎放，
申请(专利权)人：沈阳微控新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：