[发明专利]基于热参数等效的变压器多物理场绕组结构简化分析方法

权利要求书

1.基于热参数等效的变压器多物理场绕组结构简化分析方法，其特征是，包括：

步骤1以所分析的具体变压器为对象，获取变压器绕组结构的详细模型参数；

步骤2以所分析的具体变压器为对象，获取构成变压器绕组材料的详细材料参数；

步骤3基于等效热阻和等效热容模型，分析变压器绕组在轴向和径向上的等效热参数；变压器绕组在轴向和径向上的等效热参数包括等效热导率和等效比热容，所述变压器绕组在轴向和径向上的等效热导率由等效热阻模型获得，具体包括：材料热阻与材料本身的厚度和热导率；所述变压器绕组在径向上的等效热导率为，

所述变压器绕组在轴向上的等效热导率为，

变压器绕组等效比热容由等效热容模型获得，具体包括，变压器绕组油浸绝缘纸包裹在绕组导体层上，变压器绕组在径向上整体的等效热导率R为，其中d为材料厚度，k为材料热导率，R₁为变压器绕组导体层金属导体热阻，R₂为变压器绕组导体层绝缘漆热阻，R₃为变压器油浸绝缘纸热阻，k₁为变压器绕组导体层金属导体热导率，k₂为变压器绕组导体层绝缘漆热导率，k₃为变压器油浸绝缘纸热导率，d₁为变压器绕组导体层金属导体总厚度，d₂为变压器绕组导体层绝缘漆总厚度，d₃为变压器油浸绝缘纸总厚度；

步骤4建立变压器三维数值计算模型，在简化建立的变压器绕组上加载等效热参数；所述变压器三维数值计算模型包括变压器铁芯、绕组、结构件、油道和散热器，所述变压器绕组结构采用简化后的结构参数进行设计，简化后的绕组结构将紧密连在一起的导体层和绝缘层等效为均一的块状实体，避免对精细的导体层和绝缘层进行复杂建模，简化后的绕组结构在轴向上的高度等于简化前绕组轴向高度，简化后的绕组结构在径向上的整体厚度等于简化前绕组径向整体厚度；

步骤5采用数值分析软件对建立的变压器三维数值计算模型进行数值分析，得到变压器在不同工况下绕组上的热点温度分布。

2.根据权利要求1所述的基于热参数等效的变压器多物理场绕组结构简化分析方法，其特征是：获取变压器绕组结构的详细模型参数包括获取变压器绕组导体层结构参数、油浸绝缘纸结构参数，包括绕组导体层金属导体厚度、绕组导体层绝缘漆厚度、绕组导体层高度，获取变压器绕组油浸绝缘纸结构参数具体包括绕组油浸绝缘纸厚度、绕组油浸绝缘纸高度。

3.根据权利要求1所述的基于热参数等效的变压器多物理场绕组结构简化分析方法，其特征是：

步骤2进一步包括：

变压器绕组材料的详细材料参数包括获取变压器绕组导体层金属导体热导率和比热容，绕组导体层绝缘漆热导率，获取变压器绕组油浸绝缘纸热导率和比热容。

4.根据权利要求1所述的基于热参数等效的变压器多物理场绕组结构简化分析方法，其特征是：

步骤5进一步包括：

所述变压器不同工况包括不同负载率、不同环境温度、不同湿度以及不同风速。

5.根据权利要求1所述的基于热参数等效的变压器多物理场绕组结构简化分析方法，其特征是：变压器绕组等效比热容为其中，c₁为变压器绕组导体层比热容，c₂为变压器油浸绝缘纸比热容，c为变压器绕组等效比热容，m₁为变压器绕组导体层总质量，m₂为变压器油浸绝缘纸总质量，m为变压器绕组整体总质量。