[发明专利]变压器套管的多物理场耦合计算方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种变压器套管的多物理场耦合计算方法，其特征在于，包括：

获取待测套管的结构参数、材料数据和工况信息；

基于所述结构参数和所述材料数据构建所述待测套管的整体仿真模型；

根据所述材料数据的材料属性信息将所述整体仿真模型划分为多个仿真子模型，并对预设的多个流体分别进行网格划分及界面设置；

根据所述工况信息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置和求解设置；

基于多个所述仿真子模型对所述待测套管进行多物理场仿真模拟，并基于所述多物理场仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管的损耗信息；其中，所述损耗信息包括电容芯子介质损耗、法兰涡流损耗和载流导体电阻损耗；

基于所述损耗信息以及所述多个流体对所述整体仿真模型进行热流耦合计算，获取得到所述待测套管的三维温度场分布数据。

2.根据权利要求1所述的变压器套管的多物理场耦合计算方法，其特征在于，所述工况信息包括初始温度值和含水量信息；所述仿真子模型包括电容芯子组件子模型；

所述根据所述工况信息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置和求解设置，包括：

根据所述初始温度值和所述含水量信息确定绝缘介质的介电参数和热物性参数；

基于所述绝缘介质的介电参数和热物性参数对所述电容芯子组件子模型进行边界条件设置和求解设置。

3.根据权利要求1所述的变压器套管的多物理场耦合计算方法，其特征在于，所述仿真子模型包括电容芯子组件子模型、法兰组件子模型和载流导体组件子模型；

所述基于多个所述仿真子模型对所述待测套管进行多物理场仿真模拟，并基于所述多物理场仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管的损耗信息，包括：

基于所述电容芯子组件子模型对所述待测套管进行电场仿真模拟，并基于所述电场仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管的电容芯子介质损耗；

基于所述法兰组件子模型对所述待测套管进行涡流场仿真模拟，并基于所述涡流场仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管的法兰涡流损耗；

基于所述载流导体组件子模型对所述待测套管进行电热仿真模拟，并基于所述电热仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管的载流导体电阻损耗。

4.根据权利要求3所述的变压器套管的多物理场耦合计算方法，其特征在于，所述基于所述电容芯子组件子模型对所述待测套管进行电场仿真模拟，并基于所述电场仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管的电容芯子介质损耗，包括：

基于依次施加的多次谐波电压成分，分别获取所述电容芯子组件子模型在每一次所述谐波电压成分作用下的单一介质损耗；

将所有的所述单一介质损耗进行叠加计算得到所述待测套管的电容芯子介质损耗。

5.根据权利要求3所述的变压器套管的多物理场耦合计算方法，其特征在于，所述基于所述损耗信息以及所述多个流体对所述整体仿真模型进行热流耦合计算，获取得到所述待测套管的三维温度场分布数据，包括：

根据所述涡流场的模型和网格设置信息，计算所述法兰组件子模型中各部件的热生成率；

根据所述热生成率确定所述法兰涡流损耗加载至所述热流耦合计算中的热源激励。

6.根据权利要求1所述的变压器套管的多物理场耦合计算方法，其特征在于，所述仿真子模型包括法兰组件子模型；

所述根据所述工况信息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置和求解设置，包括：

根据所述材料数据确定所述法兰组件子模型不存在导磁材料，基于所述工况信息将所述法兰组件子模型中除导体区域以外的其余结构的磁导率设置为预设基准值，并将所述法兰组件子模型的外包空气域边界设置为平行磁通量条件。