本發(fā)明屬于電力設(shè)備電氣參數(shù)仿真計(jì)算，具體涉及一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、具有繞組的電力設(shè)備，如變壓器、電抗器等，分布電容參數(shù)是影響其過電壓性能的主要因素，需要在設(shè)備設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)考慮。因此獲取多數(shù)量、小誤差的主要分布電容參數(shù)，將是建立過電壓仿真電路精細(xì)模型的關(guān)鍵前置條件。但由于高壓電力設(shè)備的繞組匝數(shù)過多，受限于計(jì)算機(jī)內(nèi)存限制，目前在設(shè)計(jì)過程中對于繞組分布電容的計(jì)算多是采用解析法或有限元法對繞組局部模型(通常為2餅繞組)進(jìn)行計(jì)算獲得匝間分布電容與餅間分布電容，將繞組視為一個(gè)整體進(jìn)行計(jì)算后除以繞組餅數(shù)獲得繞組間分布電容與繞組外側(cè)對地分布電容。解析法沒有考慮分布電容的邊緣效應(yīng)，有限元仿真法相對精度更高。但目前采用的相關(guān)有限元計(jì)算方案，獲取的分布電容參數(shù)誤差較大，且誤差不可控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法及系統(tǒng)，本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中在內(nèi)存受限的情況下無法對大規(guī)模分布電容端(通常電容端數(shù)量級在103及以上)進(jìn)行一次有限元仿真計(jì)算獲得全部主要分布電容(涉及匝間分布電容、餅間分布電容、繞組間分布電容、繞組外側(cè)對地分布電容)的問題，以獲取相對誤差可控的大規(guī)模主要分布電容。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，包括：

4、計(jì)算已預(yù)建立的電力設(shè)備的幾何模型中任意一個(gè)繞組的分布電容，具體包括：

5、計(jì)算所述任意一個(gè)繞組的內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍；

6、將所述任意一個(gè)繞組以餅為單位劃分為若干繞組分區(qū)；

7、根據(jù)所述內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍，對所述若干繞組分區(qū)分別進(jìn)行有限元仿真，得到每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容；

8、將每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容組合，得到所述已預(yù)建立的電力設(shè)備的幾何模型中任意一個(gè)繞組的分布電容；

9、將電力設(shè)備的幾何模型中所有繞組的分布電容組合，得到電力設(shè)備的分布電容。

10、本發(fā)明還提供了一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述方法，包括：

11、繞組分布電容計(jì)算模塊：用于計(jì)算已預(yù)建立的電力設(shè)備的幾何模型中任意一個(gè)繞組的分布電容，具體包括：

12、屏蔽范圍計(jì)算模塊：用于計(jì)算所述任意一個(gè)繞組的內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍；

13、繞組分區(qū)劃分模塊：用于將所述任意一個(gè)繞組以餅為單位劃分為若干繞組分區(qū)；

14、繞組分區(qū)分布電容計(jì)算模塊：用于根據(jù)所述內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍，對所述若干繞組分區(qū)分別進(jìn)行有限元仿真，得到每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容；

15、第一組合模塊：用于將每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容組合，得到所述已預(yù)建立的電力設(shè)備的幾何模型中任意一個(gè)繞組的分布電容；

16、第二組合模塊：用于將電力設(shè)備的幾何模型中所有繞組的分布電容組合，得到電力設(shè)備的分布電容。

17、本發(fā)明具有如下有益效果：

18、本發(fā)明應(yīng)用有限元求解域仿真條件設(shè)置及參數(shù)迭代方案，達(dá)到電場等效，進(jìn)而將繞組進(jìn)行分區(qū)通過多次整體模型有限元仿真，獲取相對誤差可控的繞組大規(guī)模主要分布電容(通常電容端數(shù)量級在103及以上，涉及匝間分布電容、餅間分布電容、繞組間分布電容、繞組外側(cè)對地分布電容)的方法，解決了大規(guī)模分布電容計(jì)算內(nèi)存限制及誤差控制的問題。

技術(shù)特征：

1.一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，計(jì)算所述任意一個(gè)繞組的內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍的過程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，繞組中餅號從頂部到底部從1開始遞增；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，在所述第一仿真條件下迭代調(diào)整初始預(yù)設(shè)的當(dāng)前繞組的內(nèi)部屏蔽范圍，對第一試驗(yàn)繞組分區(qū)進(jìn)行靜電場掃描計(jì)算，得到當(dāng)前繞組的內(nèi)部屏蔽范圍的過程包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，根據(jù)第一仿真條件和當(dāng)前繞組的內(nèi)部屏蔽范圍，在電力設(shè)備的幾何模型中設(shè)置當(dāng)前繞組邊緣求解域仿真條件和相鄰繞組邊緣求解域仿真條件，獲得第二仿真條件的過程包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，在第二仿真條件下迭代調(diào)整初始預(yù)設(shè)的當(dāng)前繞組的邊緣屏蔽范圍，對第一試驗(yàn)繞組分區(qū)進(jìn)行靜電場掃描計(jì)算，得到當(dāng)前繞組的邊緣屏蔽范圍的過程包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，在第三仿真條件下迭代調(diào)整預(yù)設(shè)的當(dāng)前繞組的初始端部屏蔽范圍，對電力設(shè)備的幾何模型進(jìn)行靜電場掃描計(jì)算，得到所述當(dāng)前繞組的端部屏蔽范圍的過程包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，根據(jù)所述內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍，對所述若干繞組分區(qū)分別進(jìn)行有限元仿真，得到每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容的過程包括：

10.一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電力設(shè)備電氣參數(shù)仿真計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于電力設(shè)備的分布電容檢測方法及系統(tǒng)，方法包括：計(jì)算已預(yù)建立的電力設(shè)備的幾何模型中任意一個(gè)繞組的分布電容，具體包括：計(jì)算任意一個(gè)繞組的內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍；將任意一個(gè)繞組以餅為單位劃分為若干繞組分區(qū)；根據(jù)內(nèi)部屏蔽范圍、邊緣屏蔽范圍和端部屏蔽范圍，對若干繞組分區(qū)分別進(jìn)行有限元仿真，得到每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容；將每個(gè)繞組分區(qū)分的分布電容組合，得到已預(yù)建立的電力設(shè)備的幾何模型中任意一個(gè)繞組的分布電容；將電力設(shè)備的幾何模型中所有繞組的分布電容組合，得到電力設(shè)備的分布電容。通過本發(fā)明能夠獲取相對誤差可控的大規(guī)模主要分布電容。

技術(shù)研發(fā)人員：王青于,丁可,劉榮超,劉鵬,彭宗仁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30