【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及變壓器，尤其涉及一種變壓器零序阻抗計(jì)算方法和裝置。
技術(shù)介紹
1、變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，變壓器能將電能從一個(gè)電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電壓等級(jí)，以滿足電力系統(tǒng)中不同電壓等級(jí)的電力傳輸需求。電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡，此時(shí)變壓器處于三相不對(duì)稱運(yùn)行模式下。變壓器零序阻抗是指變壓器在零序電流作用下的等效阻抗，它能準(zhǔn)確反映變壓器的各種三相不對(duì)稱運(yùn)行方式。變壓器零序阻抗也是電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算和繼電保護(hù)整定的重要參數(shù)。考慮到零序阻抗的特殊性及其在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的重要作用，準(zhǔn)確計(jì)算各種試驗(yàn)組合下變壓器的零序阻抗具有重要意義。
2、變壓器零序阻抗主要取決于磁路形式、繞組聯(lián)結(jié)組、繞組相對(duì)位置和漏磁通道，還受變壓器容量、電壓等級(jí)和所用材料的影響，用解析法難以計(jì)算，需要等待變壓器生產(chǎn)完成后通過試驗(yàn)測(cè)量獲得精確的零序阻抗，效率低下且成本較高。變壓器生產(chǎn)廠家往往根據(jù)類似結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品總結(jié)出零序阻抗與正序阻抗之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，在變壓器電磁計(jì)算或招投標(biāo)階段，盡管計(jì)算值與實(shí)測(cè)值往往存在一定的偏差，但仍可用于大致估算零序阻抗。對(duì)于新結(jié)構(gòu)和新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，用于計(jì)算零序阻抗的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)需要進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析，如果使用舊設(shè)計(jì)產(chǎn)品積累的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)來估計(jì)新結(jié)構(gòu)的零序阻抗，會(huì)產(chǎn)生較大誤差，同時(shí)，變壓器產(chǎn)品出廠試驗(yàn)中一般僅會(huì)測(cè)量額定分接下的零序阻抗，而實(shí)際變壓器運(yùn)行中可能處于任意分接狀態(tài)下，不同分接下的零序阻抗計(jì)算結(jié)果不同。因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)需要等待變壓器生產(chǎn)完成后通過試驗(yàn)測(cè)量獲得精確的零序阻抗，效率低下且成本較高的技術(shù)問題，以及
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種變壓器零序阻抗計(jì)算方法和裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)需要等待變壓器生產(chǎn)完成后通過試驗(yàn)測(cè)量獲得精確的零序阻抗，效率低下且成本較高的技術(shù)問題，以及現(xiàn)有技術(shù)在變壓器設(shè)計(jì)階段只能參考相近設(shè)計(jì)的變壓器產(chǎn)品的測(cè)量值進(jìn)行零序阻抗估算，一旦新的變壓器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，會(huì)造成較大誤差的技術(shù)問題。
2、有鑒于此，本專利技術(shù)第一方面提供了一種變壓器零序阻抗計(jì)算方法，包括以下步驟：
3、構(gòu)建變壓器的三維幾何模型；
4、建立變壓器的三維幾何模型的求解域邊界，并添加變壓器的三維幾何模型的各部件材料屬性；
5、根據(jù)零序阻抗試驗(yàn)電路接線要求，對(duì)變壓器的三維幾何模型進(jìn)行電路聯(lián)結(jié)，并按指定的零序阻抗試驗(yàn)電路對(duì)變壓器的三維幾何模型施加電源激勵(lì)；
6、對(duì)變壓器的三維幾何模型的求解域設(shè)置邊界條件；
7、對(duì)已完成邊界條件設(shè)置的變壓器的三維幾何模型計(jì)算渦流場(chǎng)；
8、根據(jù)渦流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果計(jì)算變壓器的零序阻抗。
9、可選地，構(gòu)建變壓器的三維幾何模型之后，建立變壓器的三維幾何模型的求解域邊界，并添加變壓器的三維幾何模型的各部件材料屬性之前，還包括：
10、以變壓器的鐵心長軸方向的對(duì)稱面為切面，將變壓器的三維幾何模型切割為兩半，保留變壓器的三維幾何模型的一半；
11、根據(jù)渦流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果計(jì)算變壓器的零序阻抗，具體包括：根據(jù)渦流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果計(jì)算變壓器的零序阻抗，將計(jì)算得到的變壓器零序阻抗乘以2，得到最終的變壓器零序阻抗。
12、可選地，構(gòu)建變壓器的三維幾何模型，包括：
13、根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)，保留對(duì)零序阻抗起決定性影響的部件，按1:1的比例構(gòu)建變壓器的三維幾何模型，對(duì)零序阻抗起決定性影響的部件包括鐵心、三相繞組、油箱磁屏蔽和油箱，三相繞組的繞組由內(nèi)到外為低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組和調(diào)壓繞組。
14、可選地，求解域?yàn)檎婵沼蚧蚩諝庥颉?/p>
15、可選地，對(duì)保留的變壓器的三維幾何模型的求解域設(shè)置邊界條件，包括：
16、將對(duì)稱面設(shè)置為奇對(duì)稱邊界，將保留的變壓器的三維幾何模型的其余求解域邊界設(shè)置為自由邊界。
17、可選地，采用伏安法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用伏安法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
18、
19、其中，zzero為零序阻抗，us為施加電源激勵(lì)的電壓有效值，is為激勵(lì)電源輸出電流的有效值。
20、可選地，采用能量法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用能量法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
21、
22、其中，zzero為零序阻抗，ω為施加電源激勵(lì)的角頻率，e為磁場(chǎng)能量，is為激勵(lì)電源輸出電流的有效值。
23、可選地，采用電感矩陣法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用電感矩陣法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
24、
25、其中，zzero(1-2)為繞組3開路、繞組1施加電源激勵(lì)、繞組2短路時(shí)的零序阻抗，ω為施加電源激勵(lì)的角頻率，l11為繞組1的自感，l12為繞組1與繞組2的互感，l21為繞組2與繞組1的互感，l22為繞組2的自感，繞組1、繞組2和繞組3分別與低壓繞組、中壓繞組和高壓繞組以一對(duì)一的方式任意對(duì)應(yīng)。
26、可選地，當(dāng)采用電感矩陣法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
27、
28、
29、其中，zzero(h-ml)為高壓繞組對(duì)中壓繞組/低壓繞組的零序阻抗，zzero(m-hl)為中壓繞組對(duì)高壓繞組/低壓繞組的零序阻抗，ω為施加電源激勵(lì)的角頻率，lhh為高壓繞組的自感，lhm為高壓繞組和中壓繞組的互感，lml為中壓繞組和低壓繞組的互感，lmm為中壓繞組的自感，lll為低壓繞組的自感，lhl為高壓繞組和低壓繞組的互感。
30、本專利技術(shù)第二方面提供了一種變壓器零序阻抗計(jì)算裝置，包括以下模塊：
31、三維模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建變壓器的三維幾何模型；
32、參數(shù)設(shè)置模塊，用于建立變壓器的三維幾何模型的求解域邊界，并添加變壓器的三維幾何模型的各部件材料屬性；
33、電路聯(lián)結(jié)模塊，用于根據(jù)零序阻抗試驗(yàn)電路接線要求，對(duì)變壓器的三維幾何模型進(jìn)行電路聯(lián)結(jié)，并按指定的零序阻抗試驗(yàn)電路對(duì)變壓器的三維幾何模型施加電源激勵(lì)；
34、邊界設(shè)置模塊，用于對(duì)變壓器的三維幾何模型的求解域設(shè)置邊界條件；
35、渦流場(chǎng)計(jì)算模塊，用于對(duì)已完成邊界條件設(shè)置的變壓器的三維幾何模型計(jì)算渦流場(chǎng)；
36、零序阻抗計(jì)算模塊，用于根據(jù)渦流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果計(jì)算變壓器的零序阻抗。
37、可選地，還包括：模型切割模塊；
38、模型切割模塊，用于以變壓器的鐵心長軸方向的對(duì)稱面為切面，將變壓器的三維幾何模型切割為兩半，保留變壓器的三維幾何模型的一半；
39、零序阻抗計(jì)算模塊具體用于根據(jù)渦流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果計(jì)算變壓器的零序阻抗，將計(jì)算得到的變壓器零序阻抗乘以2，得到最終的變壓器零序阻抗。
40、可選地，三維模型構(gòu)建模塊具體用于：
41、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，構(gòu)建變壓器的三維幾何模型之后，建立變壓器的三維幾何模型的求解域邊界，并添加變壓器的三維幾何模型的各部件材料屬性之前，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，構(gòu)建變壓器的三維幾何模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，求解域?yàn)檎婵沼蚧蚩諝庥颉?/p>
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，對(duì)保留的變壓器的三維幾何模型的求解域設(shè)置邊界條件，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，采用伏安法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用伏安法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，采用能量法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用能量法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，采
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，采用電感矩陣法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用電感矩陣法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
10.一種變壓器零序阻抗計(jì)算裝置，其特征在于，包括以下模塊：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變壓器零序阻抗計(jì)算裝置，其特征在于，還包括：模型切割模塊；
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變壓器零序阻抗計(jì)算裝置，其特征在于，三維模型構(gòu)建模塊具體用于：
13.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：
14.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法。
15.一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，構(gòu)建變壓器的三維幾何模型之后，建立變壓器的三維幾何模型的求解域邊界，并添加變壓器的三維幾何模型的各部件材料屬性之前，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，構(gòu)建變壓器的三維幾何模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，求解域?yàn)檎婵沼蚧蚩諝庥颉?/p>
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，對(duì)保留的變壓器的三維幾何模型的求解域設(shè)置邊界條件，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，采用伏安法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用伏安法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻抗計(jì)算方法，其特征在于，采用能量法計(jì)算變壓器的零序阻抗，當(dāng)采用能量法計(jì)算變壓器的零序阻抗時(shí)，零序阻抗的計(jì)算公式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器零序阻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃克捷，劉君，徐舒蓉，袁耀，王帥兵，黎文浩，李堃，高勇，付勝軍，曾華榮，毛先胤，陳沛龍，許逵，楊旗，黃歡，牛唯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。