【技术实现步骤摘要】
油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法
[0001]本专利技术涉及变压器安全应用
，特别是涉及油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法。
技术介绍
[0002]准确快速地获取油浸式电力变压器绕组瞬态热点温度是监测其实时工况的重要前提，有利于保证电网的健康平稳运行。油浸式电力变压器绕组的散热介质主要为变压器油，油流将产生的热量带出绕组区域实现散热。在该过程中，油流流速的变化会改变绕组的传热效率从而影响绕组温度，反之，场域温度的变化则会改变油流的物性参数进而对油流的速度造成影响。因此对其瞬态温升过程的分析是一个涉及流场、温度场的多物理场耦合问题。目前，数值计算方法是分析该问题的主要研究方法。然而，受实际模型网格剖分复杂，节点数量多的影响，有限元方程往往阶数较高，计算复杂，求解效率低下。同时对于瞬态多物理场耦合问题，耦合时间点的选择不当也会直接对其计算精度和效率产生显著影响。在油浸式变压器绕组的传热过程中，温度场在时间尺度上的变化相较于流场往往较慢，若两场均采用统...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法，其特征在于，包括：获取瞬态有限元模型，对所述瞬态有限元模型进行求解，并引入基于ATS
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HTS原理的混合变步长方式对所述瞬态有限元模型进行步长调整，得到调整后的瞬态有限元模型；其中，所述瞬态有限元模型包括二维流场控制模型和二维温度场控制模型；基于SCAS时间匹配算法，分别确定所述二维流场和所述二维温度场的耦合方式及耦合时间点。2.根据权利要求1所述的油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法，其特征在于，获取所述瞬态有限元模型，包括：将最小二乘
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迎风有限元方法应用于油浸式电力变压器二维单分区分匝绕组中，得到所述瞬态有限元模型。3.根据权利要求2述的油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法，其特征在于，对所述二维流场控制模型进行求解，包括：结合最小二乘有限元方法及置大数法赋入边界条件进行求解，求解格式为：式中，其中，A为有限元刚度阵，G
n+1
为有限元节点自由度矩，F为有限元方程右端项矩阵，为有限元插值函数。4.根据权利要求2所述的油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法，其特征在于，对所述二维温度场控制模型进行求解，包括：结合所述二维温度场的边界条件，采用加权余量法、迎风有限元方法及迎风算子对所述二维温度场控制模型进行离散，并基于Crank
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Nicolson法对时间项进行离散，得到求解格式为：式中：
其中，C
p
为定压比热容；T为温度；k为热导率；S
T
为单位体积的产热；W
i
为迎风算子；M、TL、TE、TN、TA、TH均为有限元系数矩阵，γ
e
第一二类积分边界，t
f
为环境温度，q为热流密度，ρ为密度。5.根据权利要求1所述的油浸式电力变压器绕组二维瞬态流
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热耦合时间匹配方法，其特征在于，引入所述基于ATS
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HTS原理的混合变步长方式对所述瞬态有限元方程进行步长调整，包括：通过ATS方法，计算不同精度近似解的差值作为时步调整依据，采用绝对
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相对误差混合准则作为时步判据，对步长进行调整；引入启发式变步长方法HTS，通过观察运行的迭代次数，设置迭代次数上限k
max
及迭代次数下限k...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，郝世缘，胡万君，刘云鹏，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：
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