【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力设备仿真，尤其涉及一种磁控变压器的噪声场分析方法及其相关装置。
技术介绍
1、磁控配电变压器作为一种兼具调压功能与无功补偿能力的新型电力设备，具有结构紧凑、可靠性高、控制灵活等优势，符合新型电力系统的构建需求，适应城市配电网的建设状况。
2、电力工业的发展使得含铁芯绕组的电力设备对低噪音性能的要求日益增强，磁控配电变压器由传统三相配电变压器与磁控电抗器结合而成，内部存在直流绕组。在实现无功补偿功能时，磁控配电变压器会产生直流偏磁现象，导致铁磁材料工作在磁化曲线的非线性区域，励磁电流波形出现畸变，产生更多的谐波分量。由于磁控配电变压器的振动主要由铁芯的磁致伸缩以及绕组的麦克斯韦力导致，在直流偏磁情况下，磁控变压器各结构的振动情况将更为复杂，由此导致更为严重的噪声问题。随着仿真技术的发展，通过构建含铁芯绕组类电力设备的声振耦合数值模型分析其振动-噪声场的分布特性，已成为一种行之有效的设备参数设计与性能评估手段。
3、目前，对于含铁芯绕组的电力设备，在声振耦合及空间声场数值计算中一般采用fem-bem(finite element method-boundary element method，有限元-边界元)联合仿真方法，或者传统时域有限元仿真方法来实现。由于fem-bem联合仿真方法只适用于频遇情况，因此其无法有效分析直流偏磁情况下磁控变压器内部声波的传播过程以及外部空间的声场分布情况。而传统时域有限元仿真方法没有对直流偏磁情况下的磁控变压器进行针对性的仿真优化，存在振动载荷加载不准确的问题，制
技术实现思路
1、本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中由振动载荷加载不准确导致的无法准确分析磁控变压器噪声场分布的技术缺陷。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种磁控变压器的噪声场分析方法，包括：
3、获取预先建立的磁控变压器的声振耦合数值模型，所述声振耦合数值模型包括所述磁控变压器的三维几何模型，所述三维几何模型包括所述磁控变压器中绕组对应的绕组子模型；
4、根据预先建立的所述磁控变压器的电磁-结构耦合模型，计算所述绕组的振动加速度场；
5、根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一辐向加密区域、第二辐向加密区域和辐向非加密区域，并得到辐向区域划分结果；其中，所述第一辐向加密区域为具有高辐向振动加速度的模型区域，所述第二辐向加密区域与所述第一辐向加密区域相邻，所述辐向非加密区域为除所述第一辐向加密区域和所述第二辐向加密区域外的其余模型区域；
6、根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一轴向加密区域、第二轴向加密区域和轴向非加密区域，并得到轴向区域划分结果；其中，所述第一轴向加密区域为具有高轴向振动加速度的模型区域，第二轴向加密区域与所述第一轴向加密区域相邻，所述轴向非加密区域为除所述第一轴向加密区域和所述第二轴向加密区域外的其他模型区域；
7、基于所述辐向区域划分结果和所述轴向区域划分结果，对所述绕组子模块进行网格剖分，以使所述辐向非加密区域在绕组辐向上的网格密度分别小于所述第一辐向加密区域在所述绕组辐向上的网格密度和所述第二辐向加密区域在所述绕组辐向上的网格密度，以及所述轴向非加密区域在绕组轴向上的网格密度分别小于所述第一轴向加密区域在所述绕组轴向上的网格密度和所述第二轴向加密区域在所述绕组轴向上的网格密度；
8、根据所述绕组子模块的网格剖分结果，将所述振动加速度场加载至所述绕组子模型中；
9、根据加载后的所述声振耦合数值模型，得到所述磁控变压器的噪声场。
10、在其中一个实施例中，所述根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一辐向加密区域、第二辐向加密区域和辐向非加密区域，包括：
11、根据所述振动加速度场计算绕组辐向平均加速度，并将所述绕组辐向平均加速度和预设系数的乘积作为所述绕组辐向加速度阈值；其中，所述预设系数大于1；
12、基于所述振动加速度场和所述绕组辐向加速度阈值，将所述绕组子模型中，绕组辐向振动加速度大于或等于所述绕组辐向加速度阈值的模型区域作为所述第一辐向加密区域；
13、根据所述第一辐向加密区域的区域位置，在所述绕组子模型中确定与所述第一辐向加密区域相邻的所述第二辐向加密区域；
14、将所述绕组子模型中，除所述第一辐向加密区域和所述第二辐向加密区域外的其余模型区域作为所述辐向非加密区域。
15、在其中一个实施例中，所述根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一轴向加密区域、第二轴向加密区域和轴向非加密区域，包括：
16、根据所述振动加速度场计算绕组轴向平均加速度，并将所述绕组轴向平均加速度和预设系数的乘积作为所述绕组轴向加速度阈值；其中，所述预设系数大于1；
17、基于所述振动加速度场和所述绕组轴向加速度阈值，将所述绕组子模型中，绕组轴向振动加速度大于或等于所述绕组轴向加速度阈值的模型区域作为所述第一轴向加密区域；
18、根据所述第一轴向加密区域的区域位置，在所述绕组子模型中确定与所述第一轴向加密区域相邻的所述第二轴向加密区域；
19、将所述绕组子模型中，除所述第一轴向加密区域和所述第二轴向加密区域外的其余模型区域作为所述轴向非加密区域。
20、在其中一个实施例中，所述基于所述辐向区域划分结果和所述轴向区域划分结果，对所述绕组子模块进行网格剖分，包括：
21、基于辐向加密的“日”字形网格，对所述第一辐向加密区域进行辐向网格剖分；
22、基于轴向加密的“日”字形网格，对所述第一轴向加密区域进行轴向网格剖分；
23、采用自适应加密网格剖分算法，对所述第二辐向加密区域和所述第二轴向加密区域进行网格剖分；
24、采用自适应网格剖分算法，对所述辐向非加密区域和所述轴向非加密区域进行网格剖分。
25、在其中一个实施例中，所述第二辐向加密区域的体积大于或等于所述第一辐向加密区域的体积的1/4，所述第二轴向加密区域的体积大于或等于所述第一轴向加密区域的体积的1/4。
26、在其中一个实施例中，所述声振耦合数值模型还包括半径为r1一级球体空间模型和半径为r2二级球体空间模型，所述一级球体空间模型的球心和所述二级球体空间模型的球心重合，且所述三维几何模型位于所述一级球体空间模型的中央位置；其中，r1>l，r2>r1，l为所述三维几何模型的长度、宽度和高度中的最大值；
27、所述根据加载后的所述声振耦合数值模型，得到所述磁控变压器的噪声场，包括：
28、根据预设边界层层数，从所述一级球体空间模型的边界向内进行边界层网格剖分；
29、根据边界层网格剖分结果，对所述一级球体空间模型内的未剖分区域进行自适应网格剖分；
30、对所述一级球体空间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁控变压器的噪声场分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一辐向加密区域、第二辐向加密区域和辐向非加密区域，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一轴向加密区域、第二轴向加密区域和轴向非加密区域，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述辐向区域划分结果和所述轴向区域划分结果，对所述绕组子模块进行网格剖分，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二辐向加密区域的体积大于或等于所述第一辐向加密区域的体积的1/4，所述第二轴向加密区域的体积大于或等于所述第一轴向加密区域的体积的1/4。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述声振耦合数值模型还包括半径为r1一级球体空间模型和半径为r2二级球体空间模型，所述一级球体空间模型的球心和所述二级球体空间模型的球心重合，且所述三维几何模型位于所述一级球体空间模型的中央位置；其中，r1
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，r1＝1.5L，r2＝1.2d，d为需要计算的空间声场点与所述一级球体空间模型的球心之间的间隔距离。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述绕组子模块对应的最大网格尺寸为：
9.一种磁控变压器的噪声场分析装置，其特征在于，包括：
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至8中任一项所述磁控变压器的噪声场分析方法的步骤。
11.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，以及存储器；
...【技术特征摘要】
1.一种磁控变压器的噪声场分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一辐向加密区域、第二辐向加密区域和辐向非加密区域，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动加速度场，将所述绕组子模型划分为第一轴向加密区域、第二轴向加密区域和轴向非加密区域，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述辐向区域划分结果和所述轴向区域划分结果，对所述绕组子模块进行网格剖分，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二辐向加密区域的体积大于或等于所述第一辐向加密区域的体积的1/4，所述第二轴向加密区域的体积大于或等于所述第一轴向加密区域的体积的1/4。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述声振耦合数值模型还包括半径为r1一级球体空间模型和半...
【专利技术属性】
技术研发人员：马秉伟，谭建敏，梁炳，李智财，陈晓国，张福增，刘凯，卢威，周凯，杜志叶，占宇，陈智超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司肇庆供电局，
类型：发明
国别省市：
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