电力变压器的短路电动力的确定方法和确定装置制造方法及图纸

技术编号:38514863 阅读:37 留言:0更新日期:2023-08-19 16:57
本申请提供了一种电力变压器的短路电动力的确定方法和确定装置,电力变压器至少包括铁芯,其中,该方法包括:获取预定区域;采用有限时域差分法,对预定区域进行离散化处理,得到多个预定子区域;获取多个预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、历史电场向量值、磁导率以及空间步长,并根据多个预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、磁导率以及空间步长,确定电力变压器的短路电动力,短路电动力为由电力变压器的励磁电流产生的电磁力。该方法解决了现有技术中确定电力变压器的短路电动力的确定效率较低的问题。定效率较低的问题。定效率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
电力变压器的短路电动力的确定方法和确定装置


[0001]本申请涉及电力变压器领域,具体而言,涉及一种电力变压器的短路电动力的确定方法、电力变压器的短路电动力的确定装置、计算机可读存储介质和电子装置。

技术介绍

[0002]电力变压器是电力系统中的重要设备之一,承担着变换电压等级、分配电能负荷和控制电力流向等重要作用,其状况将直接影响着整个电网的稳定运行。变压器近区突发短路故障时,由于短路电流大,绕组将承受连续变化的巨大电磁力冲击,因此可能造成绕组结构的松动和变形,甚至遭受严重破坏。
[0003]由于电力变压器造价昂贵,难以采取实验方法进行研究,所以亟需一种可以实现对电力变压器的短路电动力准确确定的方法。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种电力变压器的短路电动力的确定方法、电力变压器的短路电动力的确定装置、计算机可读存储介质和电子装置,以至少解决现有技术中确定电力变压器的短路电动力的确定效率较低的问题。
[0005]根据本申请的一方面,提供了一种电力变压器的短路电动力的确定方法,电力变压器至少包括铁芯,其中,所述方法包括:获取预定区域,其中,所述预定区域为关于所述铁芯的轴线对称的截面区域中位于所述轴线一侧的区域,所述截面区域为所述电力变压器在预定方向上的截面对应的区域,所述预定方向平行于所述铁芯的轴线;采用有限时域差分法,对所述预定区域进行离散化处理,得到多个预定子区域;获取多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、历史电场向量值、磁导率以及空间步长,并根据多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、磁导率以及空间步长,确定所述电力变压器的短路电动力,所述短路电动力为由所述电力变压器的励磁电流产生的电磁力。
[0006]可选地,采用有限时域差分法,对所述预定区域进行离散化处理,得到多个预定子区域,包括:根据公式计算所述预定子区域的空间步长,其中,所述空间步长为相邻的两个所述预定子区域的距离,ΔL
max
为所述空间步长的最大值,λ为所述励磁电流产生的最小电磁波长;根据所述空间步长,将所述预定区域划分为多个所述预定子区域,其中,相邻的两个所述预定子区域的距离为所述空间步长。
[0007]可选地,根据多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、磁导率以及空间步长,确定所述电力变压器的短路电动力,包括:第一计算步骤,根据前1.5时刻所述预定子区域的电场向量值、前一时刻所述预定子区域的磁场向量值、前一时刻所述预定子区域的励磁电流值、所述预定子区域的电导率以及所述预定子区域的介电常数,计算前0.5时刻所述预定子区域的电场向量值,其中,所述前1.5时刻为当前时刻前的1.5时刻,所述前0.5时刻为当前时刻前的0.5时刻;第二计算步骤,根据所述前0.5时刻所述预定子区域的电场向
量值、前一时刻所述预定子区域的磁场向量值、所述预定子区域的磁导率以及所述预定子区域的导磁系数,计算当前时刻所述预定子区域的磁场向量值;第三计算步骤,根据当前时刻所述预定子区域的磁场向量值、当前时刻所述预定子区域的励磁电流以及所述预定子区域的导磁率,计算所述预定子区域的电磁力;重复步骤,重复所述第一计算步骤、第二计算步骤以及第三计算步骤至少一次,直到满足预定条件,确定多个所述预定子区域的短路电动力为所述电力变压器的短路电动力。
[0008]可选地,所述第一计算步骤包括:根据公式
[0009]计算所述前0.5时刻(m,n)位置的所述预定子区域的电场向量值其中,ε为所述预定子区域的介电常数,σ为所述预定子区域的电导率,Δt为时间步长,为前1.5时刻所述预定子区域的电场向量值,为前一时刻的(m,n+0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值,前一时刻的(m,n

0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值,前一时刻的(m+0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值,前一时刻的(m

0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值,Δρ为ρ方向的空间步长,Δz为z方向的空间步长,为前一时刻所述预定子区域的励磁电流值,m为根据所述预定区域建立的二维柱坐标系下的横坐标,n为根据所述预定区域建立的二维柱坐标系下的纵坐标。
[0010]可选地,所述第二计算步骤包括:根据公式
[0011][0012]计算所述当前时刻(m,n+0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值其中,μ为所述预定子区域的磁导率,σ
m
为所述预定子区域的导磁系数,Δt为时间步长,为前一时刻的(m,n+0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值,为所述前0.5时刻的(m,n+1)位置的所述预定子区域的电场向量值,为所述前0.5时刻的(m,n)位置的所述预定子区域的电场向量值,Δz为z方向的空间步长,m为根据所述预定区域建立的二维柱坐标系下的横坐标,n为根据所述预定区域建立的二维柱坐标系下的纵坐标;根据公式:计算所述当前时刻(m+0.5,n)位置所述预定子区域的z方向的磁场向量值,其中,为
前一时刻的(m+0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值,为所述前0.5时刻的(m+1,n)位置的所述预定子区域的电场向量值,为所述前0.5时刻的(m,n)位置的所述预定子区域的电场向量值,Δρ为ρ方向的空间步长。
[0013]可选地,所述第三计算步骤包括:根据公式计算所述预定子区域的ρ方向的电磁力,其中,μ为所述预定子区域的磁导率,为当前时刻(m,n)位置的所述预定子区域的励磁电流,Δρ为ρ方向的空间步长,Δz为z方向的空间步长,为当前时刻的(m

0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值,为当前时刻的(m+0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值;根据公式计算所述预定子区域的z方向的电磁力,其中,为当前时刻的(m,n

0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值,当前时刻的(m,n+0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量。
[0014]可选地,所述预定条件为以下之一:重复所述第一计算步骤、所述第二计算步骤以及第三计算步骤预定次数;所述预定子区域的短路电动力在相邻的至少一次所述重复步骤中不变;所述预定子区域的短路电动力形成周期性变化。
[0015]根据本申请的另一方面,提供了一种电力变压器的短路电动力的确定装置,电力变压器至少包括铁芯,其中,所述装置包括:获取单元,用于获取预定区域,其中,所述预定区域为关于所述铁芯的轴线对称的截面区域中位于所述轴线一侧的区域,所述截面区域为所述电力变压器在预定方向上的截面对应的区域,所述预定方向平行于所述铁芯的轴线;处理单元,用于采用有限时域差分法,对所述预定区域进行离散化处理,得到多个预定子区域;确定单元,用于获取多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、历史电场向量值、磁导率以及空间步长,并根据多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、磁导率以及空间步长,确定所述电力变压器本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器的短路电动力的确定方法,其特征在于,电力变压器至少包括铁芯,其中,所述方法包括:获取预定区域,其中,所述预定区域为关于所述铁芯的轴线对称的截面区域中位于所述轴线一侧的区域,所述截面区域为所述电力变压器在预定方向上的截面对应的区域,所述预定方向平行于所述铁芯的轴线;采用有限时域差分法,对所述预定区域进行离散化处理,得到多个预定子区域;获取多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、历史电场向量值、磁导率以及空间步长,并根据多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、磁导率以及空间步长,确定所述电力变压器的短路电动力,所述短路电动力为由所述电力变压器的励磁电流产生的电磁力。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用有限时域差分法,对所述预定区域进行离散化处理,得到多个预定子区域,包括:根据公式计算所述预定子区域的空间步长,其中,所述空间步长为相邻的两个所述预定子区域的距离,ΔL
max
为所述空间步长的最大值,λ为所述励磁电流产生的最小电磁波长;根据所述空间步长,将所述预定区域划分为多个所述预定子区域,其中,相邻的两个所述预定子区域的距离为所述空间步长。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据多个所述预定子区域的励磁电流、历史磁场向量值、磁导率以及空间步长,确定所述电力变压器的短路电动力,包括:第一计算步骤,根据前1.5时刻所述预定子区域的电场向量值、前一时刻所述预定子区域的磁场向量值、前一时刻所述预定子区域的励磁电流值、所述预定子区域的电导率以及所述预定子区域的介电常数,计算前0.5时刻所述预定子区域的电场向量值,其中,所述前1.5时刻为当前时刻前的1.5时刻,所述前0.5时刻为当前时刻前的0.5时刻;第二计算步骤,根据所述前0.5时刻所述预定子区域的电场向量值、前一时刻所述预定子区域的磁场向量值、所述预定子区域的磁导率以及所述预定子区域的导磁系数,计算当前时刻所述预定子区域的磁场向量值;第三计算步骤,根据当前时刻所述预定子区域的磁场向量值、当前时刻所述预定子区域的励磁电流以及所述预定子区域的导磁率,计算所述预定子区域的电磁力;重复步骤,重复所述第一计算步骤、第二计算步骤以及第三计算步骤至少一次,直到满足预定条件,确定多个所述预定子区域的短路电动力为所述电力变压器的短路电动力。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一计算步骤包括:根据公式:计算所述前0.5时刻(m,n)位置的所述预定子区域的电场向量值其中,ε为所述预定子区域的介电常数,σ为所述预定子区域的电导率,Δt为时间步长,为前1.5时刻所述预定子区域的电场向量值,为前一时刻的(m,n+0.5)位置的
所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值,前一时刻的(m,n

0.5)位置的所述预定子区域的ρ方向的磁场向量值,前一时刻的(m+0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值,前一时刻的(m

0.5,n)位置的所述预定子区域的z方向的磁场向量值,Δρ为ρ方向的空间步长,Δz为z方向的空间步长,为前一时刻所述预定子区域的励磁电流值,m为根据所述预定区域建立的二维柱坐标系下的横坐标,n为根据所述预定区域建立的二维柱坐标系下的纵坐标。5...

【专利技术属性】
技术研发人员:李炳昊程建伟黎文浩钟连宏郭伊宇喇元王增超杨家辉张曦黄克捷刘芹
申请(专利权)人:南方电网科学研究院有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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