一种变压器热传导特性试验方法与流程

本发明涉及变压器，尤其涉及一种变压器热传导特性试验方法。

背景技术：

1、变压器在电力系统中起到变换电压的作用，是极其重要且昂贵的元件。变压器在运行中要产生铜损和铁损，这两部分损耗最后全音阵变为热能，使变压器的铁芯和绕组发热变压器的温度升高；另外绕组还通过电流而发热变压器的热量向环境散发达到热平衡时，变压器的各部分温度应为稳定值。

2、若变压器的各部分温度长时间超过其允许范围时，特别是变压器温度比正常高出10℃以上或温度还在不断上升时会导致变压器发热损耗增加，严重影响电网电能传送效率，同时导致变压器绝緣材料的耐压能力和机械强度减低并且缩短变压器使用寿命，使变压器很容易被高电压击穿而造成故障或事故，对变压器热传导散热能力进行试验，现有试验方法一般只考虑变压器硬件部分，而忽略变压油热传导的影响，而且试验数据获取方式单一，导致试验结果精度不够高。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：现有试验方法一般只考虑变压器硬件部分，而忽略变压油热传导的影响，而且试验数据获取方式单一，导致试验结果精度不够高。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种变压器热传导特性试验方法，具体包括如下步骤：

3、步骤s1，构建变压器流固复合模型，并指定所述变压器流固复合模型的材料，所述变压器流固复合模型包括变压器固体部分和变压器流体部分；

4、步骤s2，分别对变压器固体部分和变压器流体部分的设置温升区域，在温升区域位置设置不同的温度；

5、步骤s3，根据材料的类型和位置对温升区域进行合并，对合并后的温升区域进行模拟；

6、步骤s4，根据变压器流固复合模型的热传导特性获取变压器温度场模型。

7、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤s1具体包括：

8、步骤s11，构建变压器流固复合模型，并对所述变压器流固复合模型进行有限元划分，划分为独立的单个的空间正方体，根据所述空间正方体顶点的位置建立空间坐标系，并获取空间正方体顶点的坐标；

9、步骤s12，按照材料种类将所述变压器流固复合模型划分为变压器固体部分和变压器流体部分。

10、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2具体包括：

11、步骤s21，分别选取变压器固体部分和变压器流体部分上的单个或多个空间正方体作为温升区域；

12、步骤s22，并对温升区域进行编号，并获取编号信号，分别在各个温升区域上设置不同的温度，对温升变化进行模拟。

13、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤s3具体包括：

14、步骤s31，设置时间间隔值和温度变化梯度值，按照所述时间间隔值和温度变化梯度值，按照变压器材料的类型确定变压器零件的种类，分别在各个变压器零件的温升区域上设置不同的温度，对温升变化进行模拟，获取一次模拟结果；

15、步骤s31，根据变压器零件的种类对所述编号信息进行一次分类，获取一次分类结果，根据所述一次分类结果，对温升变化进行模拟，获取二次模拟结果；

16、步骤s32，对变压器进行空间区域划分，按照变压器的零件所在的空间取悦对所述编号信息进行二次分类，获取二次分类结果，根据所述二次分类结果，对温升变化进行模拟，获取三次模拟结果。

17、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤s4具体包括：

18、分别计算变压器固体部分和变压器流体部分的热传递系数，其中变压器固体部分的热传递系数的计算包括：

19、在各个零件上分别设置多个测温点和加热点，并确定测温点和加热点之间的距离；

20、变压器固体部分的热传递系数计算表达式为：

21、

22、其中，k表示变压器固体部分的热传递系数，q表示平均热通量，l表示测温点和加热点之间的距离，δt表示温度的传导时间。

23、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：变压器流体部分的热传递系数的计算表达式为：

24、

25、其中，r表示流体的热阻，keq表示热传导系数，a表示流体热流流通通道的面积，l表示流体热流通道的长度。

26、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：分别在各个变压器零件的温升区域上设置不同的温度，对温升变化进行模拟，获取一次模拟结果，计算获取变压器零件其余位置的温度。

27、作为本发明所述的变压器热传导特性试验方法的一种优选方案，其中：根据温升区域的位置获取一次分类结果和二次分类结果，对温升变化进行模拟，获取二次模拟结果和三次模拟结果，根据计算出的变压器固体部分和变压器流体部分的热传递系数，利用傅里叶热传导定律计算变压器流固复合模型上各个零件和流体部分各个位置的温度，获取变压器温度场模型。

28、第二方面，本发明提供一种电子设备，包括储存器、处理器及储存在储存器，所述储存器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上任意一项所述方法中的步骤。

29、第三方面，本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，运行如上任意一项所述方法中的步骤。

30、本发明的有益效果：通过构建变压器流固复合模型，将变压器分为变压器固体部分和变压器流体部分，分别获取变压器固体部分和变压器流体部分的热传导系数，然后材料的类型和位置对温升区域合并，按照材料类型和位置分成两组数据进行计算，获取变压器温度场模型，充分考虑到变压油热对流的影响，从不同角度进行温度计算，有利于提高试验结果的精度，从而对变压器进行优化。

技术特征：

1.一种变压器热传导特性试验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：所述步骤s1具体包括：

3.如权利要求1所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：所述步骤s2具体包括：

4.如权利要求2所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：所述步骤s3具体包括：

5.如权利要求4所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：所述步骤s4具体包括：

6.如权利要求5所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：

7.如权利要求6所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：

8.如权利要求7所述的变压器热传导特性试验方法，其特征在于：

9.一种电子设备，包括储存器、处理器及储存在储存器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述的一种变压器热传导特性试验方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的一种变压器热传导特性试验方法。

技术总结本发明公开了一种变压器热传导特性试验方法，涉及变压器技术领域，包括构建变压器流固复合模型，并指定所述变压器流固复合模型的材料，所述变压器流固复合模型包括变压器固体部分和变压器流体部分；分别对变压器固体部分和变压器流体部分的设置温升区域，在温升区域位置设置不同的温度；根据材料的类型和位置对温升区域进行合并，对合并后的温升区域进行模拟。分别获取变压器固体部分和变压器流体部分的热传导系数，然后材料的类型和位置对温升区域合并，按照材料类型和位置分成两组数据进行计算，获取变压器温度场模型，充分考虑到变压油热对流的影响，从不同角度进行温度计算，有利于提高试验结果的精度，从而对变压器进行优化。技术研发人员：谢志成,邓军,周海滨,崔彦捷,潘志城,伍衡受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院技术研发日：技术公布日：2024/11/4