[发明专利]直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置

说明书

本发明公开了一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，包括：获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，能有效提高仿真的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。本发明还公开了一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真装置。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置。

背景技术

目前国内电网中，特高压直流输电线路日益增多，把能源从西部地区输送至东部如长三角、珠三角等发达地区，直流线路的落地点相对比较集中，如广州增城地区，当直流输电线路采用单极大地回路或双极不平衡运行方式时，会有巨大的直流电流经接地极流入大地，并在很大范围内造成地电位的变化。对于变压器中性点接地的交流系统，这种地电位的变化会使两个处于不同直流电位的变电站经输电线路构成回路，导致直流电流流经变压器中性点和变压器绕组，造成变压器铁芯半周磁饱和，即直流偏磁。直流偏磁会使铁芯高度饱和，导致漏磁增加，引起金属结构件和油箱过热，破坏绝缘，影响变压器的寿命。此外，直流偏磁下变压器还会产生大量的谐波，增加了变压器的无功消耗，并可能影响继电保护。同时，直流偏磁还会导致铁芯磁致伸缩加重，从而使变压器振动加剧、噪音加大，影响变压器的正常运行。

因此，针对上述变压器受直流偏磁影响的工况，急需开展变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真计算。

发明内容

本发明实施例提供一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法及装置，能实现对变压器直流偏磁下内部磁路特性的仿真，能有效提高仿真的准确性，进一步提高了电力系统运行的可靠性。

本发明一实施例提供一种直流偏磁工况下变压器空载励磁电流的仿真方法，包括：

获取变压器的结构信息；其中，所述变压器的结构信息包括磁屏蔽结构、铁芯、磁分路和励磁线圈的位置及连接关系；

根据所述变压器的结构信息，构建变压器几何模型；

模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据；

基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性。

作为上述方案的改进，在所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性之前，包括：

设置所述变压器几何模型中各部件的材料参数；

根据预设的变压器油箱外形尺寸，确定所述变压器几何模型的边界条件。

作为上述方案的改进，所述模拟直流偏磁工况下的励磁电压数据，包括：

以预设的直流偏置电压模拟直流偏磁工况下的第一励磁电压数据；

以叠加所述直流偏置电压的正弦电压模拟直流偏磁工况下的第二励磁电压数据。

作为上述方案的改进，在所述基于所述励磁电压数据对所述变压器几何模型进行仿真分析，获得励磁电流波形数据和变压器内部的磁场分布特性之前，还包括：

对所述变压器几何模型进行网格划分，得到变压器网格模型；

判断所述变压器网格模型中各部件的网格尺寸是否满足仿真求解范围中预设的精度要求条件，并判断所述网格尺寸是否达到预设的最大网格尺寸限值；