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在大型油浸式电力变压器故障诊断中信息融合技术的应用 被引量:7
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作者 夏向阳 罗安 邓宇 《现代电子技术》 2003年第16期94-96,共3页
根据变压器运行原理和结构特点 ,将信息融合思想引入到变压器的故障诊断中 ,建立基于信息融合技术的故障诊断模式 ,即通过曲面拟合算法和证据推理技术从不同侧面 ,充分利用各种特征信息对变压器的故障进行诊断 。
关键词 电力变压器 故障诊断 信息融合 曲面拟合算法 证据推理
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10 kV油浸式变压器结构降噪优化设计
2
作者 胡静竹 王延召 +2 位作者 周兵 倪园 干喆渊 《高压电器》 北大核心 2025年第3期229-236,共8页
配电变压器噪声问题突出,文中通过分析变压器表面振动噪声特性及模态参数,提出了10 kV变压器油箱结构优化措施。对10 kV配电变压器进行了振动测量,并仿真计算了变压器各结构对辐射噪声的贡献,分析得到油浸式变压器振动最大位置为距离底... 配电变压器噪声问题突出,文中通过分析变压器表面振动噪声特性及模态参数,提出了10 kV变压器油箱结构优化措施。对10 kV配电变压器进行了振动测量,并仿真计算了变压器各结构对辐射噪声的贡献,分析得到油浸式变压器振动最大位置为距离底部20 cm左右处,振动主要能量集中在100、200、300 Hz上,油箱正面和背面对噪声辐射声功率贡献最大。通过分析油箱结构模态参与因子,获得了油箱的优势模态,确定了油箱优势模态振型的最大位置,计算结果与测量基本相同,在此基础上采取附加质量块来优化油箱结构振动分布,减小在主频率100、200、300 Hz的模态振动幅值。最终,根据提出的优化措施定制了一台油浸式变压器并进行了噪声试验,优化后的变压器平均A声级较原来降低了7.8 dB(A)。 展开更多
关键词 10 kV变压器 振动特性 模态 质量块 结构优化
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基于温度场计算的油浸式变压器热点温度仿真分析方法
3
作者 潘文霞 陈星池 +1 位作者 赵坤 高从闯 《电测与仪表》 北大核心 2025年第3期71-77,共7页
随着大容量抽水蓄能电站的建设,变压器绕组过热问题更加突出。由于抽水蓄能电站对已投运的油浸式变压器热点温度实时监测存在一定技术不足,文章以一台大型油浸式变压器为研究对象,以有限元法和传热学原理为理论基础,提出一种基于温度场... 随着大容量抽水蓄能电站的建设,变压器绕组过热问题更加突出。由于抽水蓄能电站对已投运的油浸式变压器热点温度实时监测存在一定技术不足,文章以一台大型油浸式变压器为研究对象,以有限元法和传热学原理为理论基础,提出一种基于温度场分布计算的大型变压器热点温度仿真分析方法。该方法对变压器进行磁热耦合有限元仿真,简化绕组结构和油流条件,以现有技术参数、监测数据为依托设定仿真参数,计算得到符合工程要求的温度场分布结果,从而获得热点温度。通过比较变压器顶层油温和热点温度的实测数据、标准模型计算结果和仿真结果,验证了温度场分布计算的合理性和准确性。该热点温度仿真分析方法为抽水蓄能电站的变压器热点温度检测提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 变压器 热点温度 温度场分布 有限元仿真
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基于修正热路模型的油浸式变压器绕组热点温度计算研究 被引量:4
4
作者 张晓华 吕志瑞 +2 位作者 孙云生 黄彬 王永强 《电测与仪表》 北大核心 2025年第3期78-84,共7页
油浸式变压器绕组热点温度是影响变压器运行寿命和负载能力的重要因素,与变压器负荷、顶层油温和环境温度密切相关。变压器运行在高温、过负荷时,由于热点温度过高而容易发生变压器故障,影响电力系统的正常运行。为能精确计算变压器绕... 油浸式变压器绕组热点温度是影响变压器运行寿命和负载能力的重要因素,与变压器负荷、顶层油温和环境温度密切相关。变压器运行在高温、过负荷时,由于热点温度过高而容易发生变压器故障,影响电力系统的正常运行。为能精确计算变压器绕组热点温度,基于传热学和热电类比理论知识构造了变压器动态热路模型,建立微分方程。考虑到散热片散热系数从里到外不一致的影响,得到变压器有效散热面积,修正了热路模型。并以天威合肥变压器厂的一台180 MVA-220 kV变压器为例,建立该变压器的热路模型计算出绕组的热点温度;同时,建立三维变压器实际模型,基于Fluent仿真软件得到其内部的温度场分布。我们对这台主变进行了变压器绕组温升试验,得到了绕组的热点温度数据,结合现场实测数据对比分析热路模型及IEEE导则推荐模型计算结果,表明热路模型相对IEEE导则推荐模型计算精确度更高,证明了文中方法能更准确地计算油浸式变压器绕组的热点温度。 展开更多
关键词 变压器 顶层 热点温度 热模型 散热系数
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基于本征正交分解和克里金代理模型的油浸式变压器绕组温度场快速计算方法 被引量:1
5
作者 张志宇 寇家俊 +2 位作者 张重远 杜振斌 刘刚 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2215-2225,共11页
为了快速获得各种工况下油浸式电力变压器绕组的温度分布与热点,该文提出了一种基于本征正交分解(POD)与克里金代理模型(KSM)相结合的快速计算方法。首先,基于POD降阶方法对变压器温度场的离散方程组进行降阶,得到降阶模态系数矩阵;其次... 为了快速获得各种工况下油浸式电力变压器绕组的温度分布与热点,该文提出了一种基于本征正交分解(POD)与克里金代理模型(KSM)相结合的快速计算方法。首先,基于POD降阶方法对变压器温度场的离散方程组进行降阶,得到降阶模态系数矩阵;其次,根据不同变压器工况对绕组温度场的影响程度选取重要工况参数,通过拉丁超立方采样形成工况参数矩阵即样本空间;然后,基于KSM方法构建样本空间与对应模态系数的代理模型,跳过对全阶模型的复杂非线性计算,以绕组工况为输入得到模态系数,结合模态高效重构温度场;最后,为验证该方法的有效性及与现有方法相比的优越性,分别用该方法与现有方法对110 kV油浸式变压器绕组八分区仿真模型与绕组温升实验测量数据进行对比分析。算例表明,该文所提方法对于相关测试工况的计算偏差更低,计算精度更高,且计算效率有较大幅度的提升,充分表明了该方法的有效性与优越性。该文所提变压器稳态温度场计算方法可为变压器数字化运维提供技术支撑。 展开更多
关键词 电力变压器 温度场 本征正交分解 克里金代理模型
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基于多孔介质的油浸式变压器磁场-流场-温度场仿真计算及热点温度反演预测 被引量:1
6
作者 袁发庭 张乃月 +3 位作者 匡柏源 张仁杰 江宇晴 唐波 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期62-74,I0004,I0005,共15页
油浸式变压器绕组热点温度是影响材料绝缘老化的重要因素。该文基于油浸式变压器的电气和结构参数,建立了变压器3维等效仿真模型,通过磁场计算准确得到油箱各壁面的损耗值。采取传统等效模型和多孔介质等效模型,对两种等效模型的流场-... 油浸式变压器绕组热点温度是影响材料绝缘老化的重要因素。该文基于油浸式变压器的电气和结构参数,建立了变压器3维等效仿真模型,通过磁场计算准确得到油箱各壁面的损耗值。采取传统等效模型和多孔介质等效模型,对两种等效模型的流场-温度场分布进行计算,得到变压器温度场仿真结果,获得了油浸式变压器铁芯和绕组温度及周围流体流速分布。为减小漏磁通在油箱壁面产生的损耗,降低变压器整体温升,在油箱壁面分别施加电、磁屏蔽板,计算两种屏蔽对油箱壁面损耗值的影响,根据计算结果,得到磁屏蔽的屏蔽效果更佳,并对施加屏蔽位置继续进行研究。根据温度场计算结果,确定与绕组温度具有强关联的油箱壁面中部特征点与底层油温特征点,通过中心复合设计法,分别建立两种情况下的温度反演模型。结果表明,选取底层油温特征点不仅数量小,且在大型变压器中较容易实现,在预测绕组热点温度方面相关系数达到0.95以上,预测准确性更高。该文研究为油浸式变压器绕组热点温度的实时监测提供了理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 变压器 多孔介质 磁屏蔽 热点温度 BP神经网络
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油浸式变压器电弧故障下油箱结构失效及改进加强研究综述
7
作者 汪可 李金忠 +4 位作者 罗亮 李嘉熙 袁新建 袁媛 蔡洪能 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3379-3392,共14页
油浸式变压器是电网的核心枢纽设备,若变压器油箱结构强度存在不足,易在内部极端故障条件下发生结构失效,并导致严重爆燃事故,带来巨大经济损失与社会影响。因此,如何运用科学的方法对变压器的防爆性能进行精准评估,并通过有效的技术手... 油浸式变压器是电网的核心枢纽设备,若变压器油箱结构强度存在不足,易在内部极端故障条件下发生结构失效,并导致严重爆燃事故,带来巨大经济损失与社会影响。因此,如何运用科学的方法对变压器的防爆性能进行精准评估,并通过有效的技术手段提升其防爆能力,成为亟待深入研究的重要课题,其中,变压器油箱结构失效过程作为防爆研究的关键环节,对于揭示油箱结构失效机理及优化设计方案具有重要的理论与实践价值,为此系统综述了变压器油箱关键结构失效的研究进展,深入剖析了变压器油箱在电弧故障冲击下的载荷特性,根据变压器的结构特点与失效模式,分析了焊接、螺纹连接及油箱本体结构的失效模式,提出包含提高焊接接头质量、新型“缓冲-泄放”一体化螺纹连接结构、新型母材材料优化应用等防爆设计理念,对上述结构优化提出针对性建议,研究成果为变压器防爆设计与设计优化提供理论依据。 展开更多
关键词 电力变压器 高能电弧故障 结构失效 冲击载荷 防爆性能 优化设计
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油浸式变压器器身隔振技术研究
8
作者 常富 师永强 +3 位作者 王誉蓉 关庆罡 陈星 曹珩 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第4期279-284,共6页
电力变压器振动主要受内部铁芯硅钢片的磁致伸缩效应影响,从变压器内部对铁芯进行隔振,会对变压器箱体外的振动噪声产生重要影响。针对某35 kV油浸式变压器建立变压器器身-油-箱体磁流固耦合模型,分析在磁致伸缩效应作用下铁芯以及流固... 电力变压器振动主要受内部铁芯硅钢片的磁致伸缩效应影响,从变压器内部对铁芯进行隔振,会对变压器箱体外的振动噪声产生重要影响。针对某35 kV油浸式变压器建立变压器器身-油-箱体磁流固耦合模型,分析在磁致伸缩效应作用下铁芯以及流固耦合后变压器箱体各个表面的振动分布特征,以此为基础并根据使用环境取氟橡胶作为器身与箱体连接处的隔振垫片,进一步分析隔振垫片对变压器箱体振动的影响,表明器身与箱体主要在加载电流工频及其倍频处振动,隔振垫片可阻隔器身振动向箱体的传递,使箱体振动幅值降低,沿两个旁柱离散布置两块阻尼垫片的隔振效果较好,中柱下增设阻尼垫片会放大箱体振动。 展开更多
关键词 振动与波 变压器 铁芯 磁致伸缩效应 阻尼垫片 工频
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融合流-热场耦合仿真与EEMD-LSTM网络的油浸式变压器热点温度快速预测方法
9
作者 杨子坚 司马文霞 +3 位作者 杨鸣 黎文浩 袁涛 孙魄韬 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1220-1232,共13页
快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点... 快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点温度训练样本,采用长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)构建深度学习模型,从而实现热点温度动态预测。采用集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)降低输入数据中的噪声干扰,提高深度学习模型抗噪性能。以20 MVA/110 kV油浸式变压器为对象进行分析,并搭建变压器热点温升试验平台进行模型有效性验证,EEMD-LSTM网络预测的热点温度相比试验结果的平均误差仅有1.35℃,引入幅值为5℃的随机噪声后,最大误差仅增大0.47℃。结果表明:基于EEMD-LSTM网络的深度学习模型能够实现变压器热点温度动态预测,同时具有良好的抗噪性能,对变压器负荷能力动态评估与动态增容的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 热点温度 流-热场耦合仿真 长短期记忆网络 集成经验模态分解 变压器
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基于脉冲电流信号的大型电力变压器极不均匀电场油隙贯穿性放电特性
10
作者 任达 郑玉平 +1 位作者 李斯盟 潘书燕 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3332-3345,I0005,共15页
为深入研究大型电力变压器真实环境中的极不均匀电场严重放电特性,该文搭建110 kV真型变压器试验平台,监测油纸绝缘针板电极放电发展过程,对放电现象分类归纳,总结油隙贯穿性放电的脉冲电流信号特征,结合特高频信号进一步探索不同极性... 为深入研究大型电力变压器真实环境中的极不均匀电场严重放电特性,该文搭建110 kV真型变压器试验平台,监测油纸绝缘针板电极放电发展过程,对放电现象分类归纳,总结油隙贯穿性放电的脉冲电流信号特征,结合特高频信号进一步探索不同极性下油隙贯穿性放电通道的演变过程。结果表明:在油纸绝缘结构中,存在纸板屏障下的油隙击穿现象,是严重放电的重要表现;在极不均匀电场中,不同极性的油隙贯穿性放电形貌存在明显差异且呈现出不同序列的簇状脉冲电流特征;油隙贯穿性放电通道演变过程有着类似长空气间隙放电过程,正极性油隙贯穿性放电通道演变过程可以划分为初始电晕向放电通道转换和连续放电通道发展两个阶段,其中连续放电通道发展过程中可能出现放电通道熄灭现象;负极性油隙贯穿性放电通道演变过程可以划分为初始电晕和连接过程两个阶段,连接过程中伴随有不等时间间隔的空间梯级放电。结果可为大型电力变压器放电特性试验以及物理模型研究提供参考。 展开更多
关键词 大型电力变压器 隙贯穿性放电 放电通道 脉冲电流 极不均匀电场
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基于电磁-结构场的油浸式变压器振动特性及信号反演研究
11
作者 黄丰 郭淳 +4 位作者 邱冰兵 邱晓丹 杨毅 袁发庭 姬睿氢 《电力科学与技术学报》 北大核心 2025年第2期276-286,共11页
油浸式变压器作为电力系统中变电部分的关键设备,其运行状态直接影响电网的安全与稳定。先基于有限元仿真软件COMSOL,建立10 kV/400 V的油浸式变压器电磁-结构多物理场耦合计算模型,分析加与未加夹件对铁芯振动位移影响,并在此基础上,... 油浸式变压器作为电力系统中变电部分的关键设备,其运行状态直接影响电网的安全与稳定。先基于有限元仿真软件COMSOL,建立10 kV/400 V的油浸式变压器电磁-结构多物理场耦合计算模型,分析加与未加夹件对铁芯振动位移影响,并在此基础上,分析铁芯、绕组和油箱壁上振动特性,提取铁芯、绕组和油箱壁面振动加速度信号;再利用Kendall与Spearman相关系数,对铁芯、绕组与油箱壁振动信号进行相关性计算,得到了最佳振动测量位置;然后,基于Copula函数,建立利用油箱外壁信号反映内部铁芯和绕组运行状态的油浸式变压器振动反演模型,获得在不同负载条件下铁芯和绕组振动加速度反演结果;最后,利用绝对系数R2和平均绝对误差对模型准确性进行判别。研究结果表明,该反演模型准确度在94%以上。该研究可为变压器振动故障检测提供借鉴。 展开更多
关键词 变压器 多物理场 振动特性 反演模型
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基于格子玻耳兹曼的油浸式变压器瞬态温升模拟与负载能力评估
12
作者 于文旭 关向雨 +2 位作者 赵俊义 涂嘉毅 赖泽楷 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3315-3325,共11页
现场变负荷运行条件下的油浸式变压器动态载荷(DTR)和热寿命损失与设备的瞬态温升密切相关。该文提出了一种耦合电网络的格子玻耳兹曼(LBM)物理在环仿真模型,实现对电网络约束下的DTR实时评估。采用D2Q9模型对流体流动和热格子玻耳兹曼... 现场变负荷运行条件下的油浸式变压器动态载荷(DTR)和热寿命损失与设备的瞬态温升密切相关。该文提出了一种耦合电网络的格子玻耳兹曼(LBM)物理在环仿真模型,实现对电网络约束下的DTR实时评估。采用D2Q9模型对流体流动和热格子玻耳兹曼方程(LBEs)进行求解捕获变压器内部瞬态的油流和温升过程;在Simulink环境中采用等价电流源模型构建多级负载的电网络约束,并将建立的变压器LBM模型作为元件进行数值封装完成物理在环的仿真模型构建。与有限体积法(FVM)相比,所建立的模型热点温升的稳态和瞬态求解结果的误差分别为2.60%和6.44%,热点温升变化趋势与变压器负载导则吻合,验证了所提方法的有效性。基于该模型对恒定25℃、夏季和冬季典型环境温度变化下的油浸式变压器负载能力进行了评估,结果显示在相对绝缘寿命损失小于1的前提下,环境温度恒定25℃、夏季典型变化温度和冬季典型变化温度下最大的负载系数分别为1.20、1.10和1.60。所提出的基于LBM的仿真模型对油浸式变压器温升的实时监测、负载能力评估和动态增容提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 变压器 动态变压器载荷 格子玻耳兹曼方法 相对绝缘寿命
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油浸式电力变压器内部游离气体运动汇集规律 被引量:6
13
作者 李博宇 郝治国 +3 位作者 李斯盟 郑玉平 薛众鑫 熊军辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期8673-8682,I0029,共11页
轻瓦斯保护可靠性不足等问题突出,现阶段大多数轻瓦斯保护装置仅发出报警信号而不投跳闸。而近年来国内发生的多起变压器燃爆事故中,轻瓦斯保护均在事故前发出报警信号,这表明其性能具有一定的优越性。因此,对于变压器内部游离气体特性... 轻瓦斯保护可靠性不足等问题突出,现阶段大多数轻瓦斯保护装置仅发出报警信号而不投跳闸。而近年来国内发生的多起变压器燃爆事故中,轻瓦斯保护均在事故前发出报警信号,这表明其性能具有一定的优越性。因此,对于变压器内部游离气体特性的研究具有重要意义。为分析油浸式变压器内部游离气体运动和汇聚规律,该文设计一个与实际变压器具有相似结构的模型试验箱体,开展典型绝缘缺陷在发展演化过程中的产气试验。基于ANSYS仿真软件,建立相应的气液两相流模型,对典型绝缘缺陷发展演化过程的不同阶段进行仿真分析。试验数据与仿真结果有良好的一致性,结果表明,随着绝缘缺陷的发展,游离气体从缺陷处转移到箱体内各类结构的表面;气体生成速率随着时间的推移而逐渐增加,在此期间气体呈现不同的运动模式并发生形态变化。基于相同理论模型对真型变压器内部气体行为进行仿真分析,得到其附着汇集规律。结果可为开发新型轻瓦斯保护装置提供有益参考。 展开更多
关键词 变压器 轻瓦斯保护 游离气体 纸绝缘击穿 两相流仿真
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面向典型负荷曲线的油浸式电力变压器动态载荷能力评估方法 被引量:3
14
作者 张琛 董旭柱 +2 位作者 阮江军 邓永清 陈乔峰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3515-3524,I0152-I0154,共13页
开展油浸式电力变压器动态载荷能力评估,保障设备安全运行条件下提高设备利用率和迎峰能力,是资产精益化管理的发展方向。该文首先分析动态温升模型的热参数,使用光纤实测的绕组热点温度数据对热参数优化并对温升估算模型进行改进,最终... 开展油浸式电力变压器动态载荷能力评估,保障设备安全运行条件下提高设备利用率和迎峰能力,是资产精益化管理的发展方向。该文首先分析动态温升模型的热参数,使用光纤实测的绕组热点温度数据对热参数优化并对温升估算模型进行改进,最终热点温度估算最大误差不超过3K,其次结合变压器运行工况,综合考虑热点温度、顶层油温、寿命损失及套管和分接开关最大允许电流等约束,提出了一种基于负荷循环迭代的变压器动态载荷能力评估方法,并分析了典型负荷曲线及环境温度曲线的提取方法,最后针对变压器在不同场景下的多个动态载荷能力评估应用实例进行研究,确定变压器的动态载荷能力及限制因素。结果表明,套管和分接开关最大允许电流可能成为限制变压器动态载荷能力的主要因素,较额定工况,不同场景下变压器载荷能力可提升28%以上,具有较大的载荷潜力。 展开更多
关键词 电力变压器 热点温度 热参数优化 典型负荷曲线 变压器动态载荷
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面向数字孪生模型应用的油浸式变压器绕组温度POD-RBFLP降阶计算方法 被引量:7
15
作者 刘刚 胡万君 +4 位作者 郝世缘 高成龙 武卫革 刘云鹏 李琳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4566-4578,I0034,共14页
了解油浸式电力变压器绕组的温度情况是保证其运行稳定性的关键,也是当前针对油浸式变压器数字孪生分析的必然需求。为了快速地获得变压器绕组的稳态温度,该文提出一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和包含线... 了解油浸式电力变压器绕组的温度情况是保证其运行稳定性的关键,也是当前针对油浸式变压器数字孪生分析的必然需求。为了快速地获得变压器绕组的稳态温度,该文提出一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和包含线性多项式的径向基函数响应面法(radial basis function response surface method including linear polynomial,RBFLP)的降阶计算模型。首先,讨论POD方法的降阶特性,并设计一种基于留一法交叉验证的自适应获得快照矩阵方法,以提高计算精度及效率;其次,采用响应面方法建立POD模态系数与绕组工况的相关关系,旨在实现通过绕组工况快速获得POD模态系数,从而跳过对降阶模型的复杂非线性计算,进而高效重构绕组温度场。相关算例表明,该方法具有较好的计算精度和效率,在50组测试工况下,与全阶计算相比,误差不超过2.5 K,且总计算时间仅为1.45 s;最后,基于110 kV变压器绕组搭建温升试验平台,试验结果表明,降阶计算结果相较于试验结果,平均计算误差不超过2 K,且单步计算时间仅为0.03 s,相较于同等规模的全阶计算,计算效率有较大幅度地提升。 展开更多
关键词 电力变压器 绕组稳态温度 本征正交分解 包含线性多项的径向基函数响应面 降阶模型
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基于Twin Builder的110kV油浸式变压器3维磁场降阶模型及损耗分析 被引量:15
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作者 张重远 刘迪程 +2 位作者 高成龙 刘云鹏 刘刚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期941-951,共11页
为解决3维变压器磁场有限元仿真计算效率低的问题,提出基于本征正交分解法的磁场降阶模型与基于二次多项式的损耗响应面模型。以1台110 kV变压器为算例,首先建立了考虑绕组涡流损耗的变压器磁场仿真模型,通过仿真分析了其在额定工况下... 为解决3维变压器磁场有限元仿真计算效率低的问题,提出基于本征正交分解法的磁场降阶模型与基于二次多项式的损耗响应面模型。以1台110 kV变压器为算例,首先建立了考虑绕组涡流损耗的变压器磁场仿真模型,通过仿真分析了其在额定工况下的磁场及损耗分布;其次,通过仿真试验设计获取了多组工况下的磁场与损耗数据,在Twin Builder中训练得到变压器磁场的各降阶模块;最后,搭建面向数字孪生应用的变压器3维磁场降阶模型,实现了变压器磁场损耗的快速计算与云图分布的可视化。与计算单数据相比,仿真结果考虑了涡流效应的绕组损耗在靠近端部时有明显升高,最大值分别出现在高、低压绕组两端,约为绕组中部损耗的1.3~1.65倍。基于该磁场结果建立的降阶模型在计算效率方面较全阶模型有显著提升,将实际仿真时间缩短至0.76s,可满足数字孪生应用场景下的磁场快速计算需求。 展开更多
关键词 变压器 数字孪生 Twin Builder 本征正交分解 响应面法 降阶模型
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考虑累积效应的35 kV油浸式三相变压器温升特性仿真与试验研究 被引量:2
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作者 罗传仙 陶佳 +3 位作者 周正钦 杨旭 周文 刘梦娜 《广东电力》 北大核心 2024年第8期77-86,共10页
变压器长期处于不停机运行状态,焦耳热、电磁热等热源产生的温升会严重影响变压器的运行状态和使用寿命。为了更准确地得到35 kV油浸式变压器的热点温度和温升特性,针对现有研究未考虑温度影响下参数的时间尺度变化特征的问题,考虑温度... 变压器长期处于不停机运行状态,焦耳热、电磁热等热源产生的温升会严重影响变压器的运行状态和使用寿命。为了更准确地得到35 kV油浸式变压器的热点温度和温升特性,针对现有研究未考虑温度影响下参数的时间尺度变化特征的问题,考虑温度累积效应带来的影响,围绕油浸式变压器的温升特性展开研究。首先,建立时变电流密度、磁感应强度的理论模型;其次,基于电磁热流多物理场耦合仿真方法,对油浸式变压器带负载工作过程进行电磁场、温度场及流场的有限元仿真分析,得到了铁心、绕组及漏磁损耗作用下油箱内部温度变化及其分布特性;最后,完成油浸式变压器长期带负载运行实验,并采集得到升高座下方及初级、次级绕组温度。仿真发现绕组附近温度约为95℃,铁心的直角区域及升高座下方也存在高温区,原因是该位置油流流速较大,仿真结果约为28 mm/s。实验与仿真的对照结果表明,考虑累积效应的仿真结果与实测值较为接近。研究内容可为油浸式变压器的温升特性提供技术参考。 展开更多
关键词 变压器 累积效应 多物理场仿真 温升特性 损耗
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基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化 被引量:11
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作者 袁发庭 施文菀 +3 位作者 王玥 陈炜 唐波 姜岚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期221-231,共11页
准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基... 准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基础上将损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果。根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线。最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数。变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为6.42%,验证了优化模型的有效性。结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考。 展开更多
关键词 变压器 多物理场仿真 损耗密度 温度分布 支持向量机 散热器优化
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基于多孔介质理论的35kV油浸式变压器热点简化计算 被引量:2
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作者 吕金潮 陈希之 +2 位作者 刘刚 刘云鹏 李琳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1034-1042,共9页
低电压等级的油浸式变压器绕组往往由漆包圆线绕制而成,其温升及热点的准确计算需要考虑漆包圆线间的缝隙对油流及温升的影响,而精细建模时建模工作量和数值计算量都非常大。针对这一问题,提出将多孔介质理论应用于油浸式变压器简化建... 低电压等级的油浸式变压器绕组往往由漆包圆线绕制而成,其温升及热点的准确计算需要考虑漆包圆线间的缝隙对油流及温升的影响,而精细建模时建模工作量和数值计算量都非常大。针对这一问题,提出将多孔介质理论应用于油浸式变压器简化建模的思路。首先验证了多孔介质理论应用于油浸式变压器热点计算的有效性。其次,基于多孔介质理论建立35 kV油浸式变压器绕组的简化模型,采用Fluent软件计算出其温升热点分布。最后将变压器的多孔介质理论简化模型所得的仿真结果与光纤测量结果进行对比。结果表明仿真与实验的热点温度误差在4℃以内,热点位置与实验结果保持一致,验证了多孔介质理论简化模型计算方法的准确性。多孔介质理论的应用为大规模变压器3维流-热耦合提供了新的计算思路,有助于工程实际中变压器热点温度的简化计算。 展开更多
关键词 变压器 多孔介质理论 FLUENT 热点 流-热耦合
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大型油浸式变压器绕组温度场的有限元分析 被引量:30
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作者 刘弘景 张丹丹 +4 位作者 李伟 徐绍军 黎立 周峰 杨博 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期83-89,共7页
大型油浸式电力变压器负载损耗较高,且绕组及油道结构复杂,为更好地掌握大型油浸式电力变压器绕组温度场分布特性,文中针对220 kV大型油浸式电力变压器,在分析变压器损耗与传热的基础上,建立了变压器流体力学-温度场耦合的仿真模型,基... 大型油浸式电力变压器负载损耗较高,且绕组及油道结构复杂,为更好地掌握大型油浸式电力变压器绕组温度场分布特性,文中针对220 kV大型油浸式电力变压器,在分析变压器损耗与传热的基础上,建立了变压器流体力学-温度场耦合的仿真模型,基于有限元分析求得变压器内部温度-流体场,研究结果表明:由于绕组内部起导油作用的油道隔板的影响,温度沿绕组轴向高度呈周期性上升趋势;绕组局部温度分布不均衡,对绕组油道结构进行优化设计可改善绕组温度分布的局部不均衡性,降低绕组热点温度。 展开更多
关键词 大型油浸式电力变压器 绕组损耗 温度场 流速度
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