CN112033626A - 变压器本体振动传递特性检测方法、装置、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种变压器本体振动传递特性检测方法、装置、设备和介质。该方法根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型；通过设置绕组、铁芯、油箱以及油箱中油的材料属性；基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的振动加速的分布，得到绕组加速的分布；根据预设电压，计算铁芯的振动加速的分布，得到铁芯加速的分布；基于材料属性，根据绕组加速的分布和铁芯加速度分布，确定油箱振动的加速度分布云图。本申请提供的变压器本体振动传递特性检测方法能够更加准确的检测变压器本体振动的传递特性。
Description
技术领域
本申请涉及电力变压器的技术领域，特别是涉及一种变压器本体振动传递特性检测方法、装置、设备和介质。
背景技术
电力变压器事电力***的重要设备之一。目前我国110KV及以上输电网变电站的主变压器和配电网中的配电变压器大部分采用油浸式变压器。油浸式变压器本体振动通过固体连接件及变压器油传递到油箱表面，引起油箱振动，继而向外界辐射噪声。随着经济的高速发展，用电需求也变得越来越大，电力变压器逐渐增多且变压器电压等级及容量也在增大，对电力***的安全性，可靠性提出了更高的要求。通过油浸式变压器本体振动在传递过程中发生的变化，可以基于变压器本体振动的信号对变压器进行诊断。变压器本体振动主要包括铁芯振动和绕组振动。
传统技术中，仅单独计算铁芯振动或绕组振动，并且忽略了铁芯振动和绕组振动在变压器油中的传递特性。这样会导致对变压器本体振动的传递特性检测不准确。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种变压器本体振动传递特性检测方法、装置、设备和介质。
一方面，本申请一个实施例提供一种变压器本体振动传递特性检测方法，所述变压器包括绕组、铁芯和油箱，所述绕组绕设于所述铁芯，所述绕组和所述铁芯设置于所述油箱内，所述方法包括：
根据所述绕组、所述铁芯和所述油箱的实际尺寸建立所述变压器的结构模型；
设置所述绕组、所述铁芯、所述油箱以及所述油箱中的油的材料属性；
基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电流，计算所述绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
基于所述材料属性，根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，确定所述油箱振动的加速度分布云图。
在其中一个实施例中，所述基于所述材料属性，根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，确定所述油箱振动的加速度分布云图，包括：
根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，得到所述油箱的载荷；
基于所述材料属性，根据所述油箱的载荷，确定所述油箱振动的加速度分布云图。
在其中一个实施例中，所述基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电流，计算所述绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布，包括：
基于所述结构模型和所述材料属性，根据所述预设电流，计算所述绕组的漏磁通分布；
根据所述预设电流和所述漏磁通分布，计算所述绕组的电磁力分布；
根据所述电磁力分布，得到所述绕组加速度分布。
在其中一个实施例中，所述基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布，包括：
基于所述结构模型和所述材料属性，根据所述预设电压，计算所述铁芯的励磁通分布；
基于磁致伸缩效应，根据所述励磁通分布，得到所述铁芯加速度分布。
在其中一个实施例中，所述基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的励磁通分布，包括：
根据所述铁芯的磁化模型，确定所述铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度；
基于所述结构模型和所述材料属性，根据所述预设电压、所述初始磁化率和所述饱和磁场强度，计算所述励磁通分布。
在其中一个实施例中，所述铁芯的磁致伸缩的本构模型为非线性各向同性模型。
在其中一个实施例中，还包括：
根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，得到预设频域下所述油箱振动的加速度分布云图。
另一方面，本申请一个实施例还提供一种变压器本体振动传递特性检测装置，包括：
建立模块，用于根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型；
设置模块，用于设置所述绕组、所述铁芯、所述油箱以及所述油箱中的油的材料属性；
计算模块，用于基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电流，计算所述绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
计算模块，还用于基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
确定模块，用于基于所述材料属性，根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，确定所述油箱振动的加速度分布云图。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的方法的步骤。
本申请实施例提供一种变压器本体振动传递特性检测方法、装置、设备和介质。该方法通过建立变压器的结构模型，并设置变压器中各器件的材料属性。基于结构模型和材料属性，根据预设电流，得到绕组加速度分布；根据预设电压，得到铁芯加速度分布。基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱振动的加速度分布云图。本实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法，即计算了绕组振动的加速度分布，也计算了铁芯振动加速度分布。并且根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布得到油箱振动加速度分布云图，换句话说，得到变压器本体振动引起油箱振动的加速度分布的特性。这样可以更加准确的检测变压器本体振动的传递特性，
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域不同技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例提供的变压器的结构示意图；
图2为本申请一个实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法的步骤流程示意图；
图3为本申请一个实施例提供的油箱X方向加速度幅值分布的云图；
图4为本申请一个实施例提供的油箱Y方向加速度幅值分布的云图；
图5为本申请一个实施例提供的油箱Z方向加速度幅值分布的云图；
图6为本申请一个实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法的步骤流程示意图；
图7为本申请一个实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法的步骤流程示意图；
图8为本申请一个实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法的步骤流程示意图；
图9为本申请一个实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法的步骤流程示意图；
图10为本申请一个实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测装置的结构示意图；
图11为本申请一个实施例提供计算机设备的结构示意图。
附图标记说明：
10、变压器；20、变压器本体振动传递特性检测装置；11、绕组；12、铁芯；13、油箱。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本申请实施例提供的变压器本体振动传递特性检测方法可以应用于油浸式变压器。请参见图1，变压器10包括绕组11、铁芯12和油箱13。绕组11和铁芯12均设置于油箱13内，绕组11绕设于铁芯12，变压器10在使用时，油箱13中容纳有油。铁芯12的主要材料为硅钢片，绕组11包括低压绕组和高压绕组。变压器本体振动主要包括铁芯振动和绕组振动。其中，铁芯振动主要是硅钢片材料本身在此磁场作用下的磁致伸缩效应引起的振动，硅钢片叠缝处Maxwell应力引起的振动相对较小，且铁芯振动和变压器电势的平方成线性关系；绕组振动主要是绕组流过的电流在漏磁通作用下的电磁场力引起的振动，绕组振动与负载电流的平方呈线性关系。变压器本体振动可以通过油箱中的油传递给油箱。
本申请提供的变压器本体振动传递特性检测方法可以通过计算机设备实现。计算机设备包括但不限于控制芯片、个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。本申请提供的方法可以通过Comsol Multiphsics有限元软件实现，也可以应用于其他软件。
请参见图2，本申请一个实施例提供一种变压器本体振动传递特性检测方法，本实施例以使用Comsol Multiphsics有限元软件实现该方法为例进行说明包括：
S100，根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型。
绕组、铁芯和油箱的实际尺寸是指实际应用中设计的变压器的油箱的尺寸、绕组的尺寸和铁芯的尺寸。变压器的结构模型是指使用Comsol Multiphsics软件根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸，建立一个变压器的模型。结构模型中的绕组的尺寸可以与绕组的实际尺寸相同，也可以呈一定的比例关系；结构模型中铁芯的尺寸可以与铁芯的实际尺寸相同，也可以呈一定的比例关系；同理，结构模型中油箱的尺寸可以与油箱的实际尺寸相同，也可以呈一定的比例关系。若结构模型中的绕组的尺寸与绕组的实际尺寸呈一定的比例关系，则结构模型中铁芯的尺寸与铁芯的实际尺寸呈相同的比例关系，同理，结构模型中油箱的尺寸与油箱的实际尺寸也呈相同的比例关系。本实施例对变压器的结构模型的尺寸不作任何限制。
在一个具体的实施例中，油箱的长为1000mm，宽为350mm，高为1250mm。变压器中绕组尺寸如表1所示：
表1绕组尺寸
| 高压绕组 | 低压绕组 | |
| 内径/mm | 103 | 73 |
| 外径/mm | 130 | 95 |
| 高度/mm | 320 | 320 |
| 非弧长度/mm | 88 | 88 |
| 匝数/ | 1182 | 26 |
变压器中铁芯尺寸如表2所示：
表2铁芯尺寸
S200，设置绕组、铁芯、油箱以及油箱中的油的材料属性。
绕组的材料属性可以包括负载下的电导率、相对介电常数、密度、杨氏模量、泊松比和相对磁导率。铁芯的材料属性可以包括负载下的电导率、相对介质常数、密度、杨氏模量、泊松比和相对磁导率，以及空载下的电导率、相对介电常数、密度、杨氏模量、泊松比。油箱的材料属性，即油箱外壳的材料属性可以包括电导率、相对介质常数、密度、杨氏模量、泊松比和相对磁导率。油箱中的油的材料属性可以包括电导率、相对介电常数、密度、相对磁导率和声速。本实施例对绕组、铁芯、油箱以及油箱中的油的材料属性不作任何限制，使用者可以根据实际情况进行设置。
在一个具体的实施例中，变压器还包括压板，还可以设置压板的材料属性。压板的材料属性可以包括电导率、相对介电常数、密度、杨氏模量、泊松比和相对磁导率。还需要设置空气的材料属性，可以包括电导率、相对介电常数、密度、相对磁导率和声速。
具体的，负载下绕组、铁芯、油箱、空气、油和压板的材料属性如表4所示：
空载下，铁芯的材料属性如表5所示：
S300，基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布。
基于结构模型和材料属性是指在变压器的某一结构模型和设置了变压器中绕组、铁芯、油箱和油箱中的油的具体的材料属性的情况。根据预设电流，计算绕组的振动加速度分布是指在负载下计算绕组的振动加速度分布。预设电流是指对绕组进行电流激励时提供的电流。绕组的加速度与绕组振动的频率有关，绕组加速度分布可以反映所受到的冲击力的分布。绕组振动与负载电流的平方呈线性关系，所以通过对绕组进行电流激励，在ComsolMultiphsics软件中的磁场和结构场耦合成的物理场中可以得到绕组加速度分布。本实施例对通过对绕组电流激励，在Comsol Multiphsics软件中的物理场中得到绕组加速度分布的具体过程不作任何限制，只要能够实现其功能即可。在一个具体的实施例中，在计算绕组加速度分布之前需要设定安培定律和磁绝缘的应用范围，以及多匝线圈条件，并且确定高压绕组和低压绕组的电流方向相反，这样可以保证计算绕组加速度分布的准确性。
S400，基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布。
对于基于结构模型和材料属性的具体描述可以参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。根据预设电流，计算铁芯的振动加速度分布是指在空载下计算铁芯的加速度分布。具体的，空载下计算铁芯的加速度分布时，需要对绕组中的高压绕组进行电压激励，即预设电压；对绕组中的低压绕组进行电流激励，即，为低压绕组提供电流，该电流值为零，这样可以保证铁芯的振动加速度分布是在空载下计算的。铁芯加速度分布与铁芯振动的频率有关，铁芯加速度分布可以反映铁芯受到的冲击力的分布。铁芯振动与绕组产生的磁场有关，则通过对绕组进行电压激励，可以产生磁场，在Comsol Multiphsics软件中的磁场和结构场耦合成的物理场中可以得到铁芯加速度分布。本实施例对通过对绕组进行电压激励，在Comsol Multiphsics软件中的物理场中得到铁芯加速度分布的具体过程不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
S500，基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱振动的加速度分布云图。
材料属性具体是指油箱中油的材料属性。油箱振动的加速度分布云图可以反映油箱外壳的振动。绕组加速度分布和铁芯加速度分布可以通过油箱中的油传递至油箱外壳，即，绕组受到的冲击力和铁芯受到的冲击力通过油箱中的油传递至油箱的外壳，引起油箱外壳的振动。在Comsol Multiphsics软件中的结构场和压力声学耦合成的物理场中，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，可以得到油箱振动的加速度分布云图。本实施例对在Comsol Multiphsics软件的物理场中，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布得到油箱的振动加速度分布的具体过程不作任何限制，只要能够实现其功能即可。油箱振动的加速度分布云图如图3、图4和图5所示，其中，图3为油箱外壳的X方向加速度幅值分布的云图，图4为油箱外壳的Y方向加速度幅值分布的云图；图5为油箱外壳的Z方向加速度幅值分布的云图。
本实施例提供一种变压器本体振动传递特性的检测方法，通过建立变压器的结构模型，并设置变压器中各器件的材料属性。基于结构模型和材料属性，根据预设电流，得到绕组加速度分布；根据预设电压，得到铁芯加速度分布。基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱振动的加速度分布云图。本实施例提供的变压器本体振动传递特性的检测方法，即计算了绕组振动的加速度分布，也计算了铁芯振动加速度分布。并且根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布得到油箱振动加速度分布云图，换句话说，得到变压器本体振动引起油箱振动的加速度分布的特性。这样可以更加准确的检测变压器本体振动的传递特性，从而使得使用者可以根据变压器本体振动的传递特性对变压器的工作状态进行准确的判断，进而能够提高电力***的安全性。
请参见图6，在一个实施例中，步骤S500基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，确定油箱振动的加速度分布云图，包括：
S510，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱的载荷。
S520，基于材料属性，根据油箱的载荷，确定油箱振动的加速度分布云图。
油箱的载荷是指绕组受到的冲击力和铁芯受到的冲击力耦合在一起对油箱外壳产生的冲击力。换句话说，油箱的载荷是指承受的由绕组受到的冲击力和铁芯受到的冲击力耦合在一起对油箱外壳产生的压力。根据绕组加速度分布可以得到绕组受到的冲击力，根据铁芯加速度分布可以得到铁芯受到的冲击力。油箱振动的加速度与油箱的振动频率有关，油箱振动的加速度分布可以反映油箱受到的冲击力的分布，油箱振动的加速度分布云图是可以表示油箱振动的加速度分布的图。在Comsol Multiphsics软件中有结构场和压力声学耦合成的物理场中，可以根据绕组受到的冲击力和铁芯受到的冲击力，确定油箱振动的加速度分布云图。本实施例对在Comsol Multiphsics软件中的物理场中根据油箱的载荷，确定油箱振动的加速度分布云图的具体过程不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
请参见图7，在一个实施例中，步骤S300基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布，包括：
S310，基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的漏磁通分布。
材料属性主要是指绕组和铁芯的材料属性。在变压器中，凡是不按铁芯所规定的磁路流动的磁通称为漏磁通。换句话说，在向绕组进行电流激励，即，向绕组提供预设电流后，当电流通过绕组中的高压绕组时，会产生磁通。当电流在高压绕组形成闭合回路时，高压绕组的磁通就会在低压绕组中感应出电流。然而，并非高压绕组产生的所有磁通都会通过低压绕组，并没有同时通过高压绕组和低压绕组的磁通就称为漏磁通。在一个具体的实施例中，根据通过绕组的电流，以及绕组的匝数、内径、电导率和密度等材料属性，在ComsolMultiphsics软件中的物理场中可以计算得到绕组的漏磁通分布。本实施例对计算绕组的漏磁通分布的具体的方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
S320，根据预设电流和漏磁通分布，计算绕组的电磁力分布。
S330，根据电磁力分布，得到绕组加速度分布。
具体的，可以根据公式
计算绕组的电磁力分布。公式中，fv表示电磁力分布，J表示通过绕组上的预设电流，B表示漏磁通分布，Jm表示预设电流的幅值，Bm表示漏磁通的幅值，w表示绕组的工作频率，ψ0表示预设电流的相位，ψ1表示漏磁通的相位。计算得到的电磁力即为绕组受到的冲击力，则根据电磁力分布在Comsol Multiphsics软件中的物理场中可以计算出绕组加速度分布。
在本实施例中，通过计算绕组的漏磁通，计算绕组加速度分布。由于漏磁通不易在铁芯中通过，所以通过计算绕组的漏磁通分布计算绕组加速度分布不会受到铁芯的磁通的影响，这样能够提高计算绕组加速度分布的准确性。
请参见图8，在一个实施例中，步骤S400基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布，包括：
S410，基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的励磁通分布。
材料属性主要是绕组和铁芯的材料属性。在变压器中，主要通过铁芯的磁通称为励磁通，也称为主磁通。在向绕组进行电压激励，即，向绕组提供预设电压时，产生的主要通过铁芯的磁通为励磁通。在一个具体的实施例中，根据向绕组提供的电压，以及绕组的匝数、内径、电导率和密度等材料属性和铁芯的长度、高度、电导率和密度等材料属性，在Comsol Multiphsics软件中的物理场中可以计算得到铁芯的励磁通分布。本实施例对计算铁芯的励磁通分布的具体方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
S420，基于磁致伸缩效应，根据励磁通分布，得到铁芯加速度分布。
磁致伸缩效应是指磁性物质在磁化过程中因外磁场条件的改变而发生几何尺寸可逆变化的效应，即，铁芯在励磁通分布的条件下发生几何尺寸可逆变化的效应。基于磁致伸缩效应可以将铁芯的电磁信息转换为机械能，即，根据励磁通分布可以得到铁芯加速度分布。在一个具体的实施例中，基于磁致伸缩效应，在Comsol Multiphsics软件中的物理场中根据励磁通分布，可以计算得到铁芯加速度分布。本实施例对根据励磁通分布计算铁芯加速度分布的具体过程不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
本实施例中，通过计算铁芯的励磁通分布计算铁芯加速度分布。由于励磁通是指主要通过铁芯的磁通，所以根据铁芯的励磁通分布计算铁芯加速度分布时不会受到绕组的磁通的影响，这样能够提高计算铁芯加速度分布的准确性。
请参见图9，在一个实施例中，步骤S410基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的励磁通分布，包括：
S411，根据铁芯的磁化模型，确定铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度；
磁化模型是指无损检测的检测技术中理想化的规则建模。理想化是指在真空中材质均匀的铁芯的备检测工作，处于恒定均匀的磁场中。在铁芯的磁化模型下，根据铁芯的磁化曲线，使用郎之万函数、双曲正切函数或者线性函数进行拟合，可以确定铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度。其中，铁芯的磁化曲线是指铁芯在磁化过程中磁感强度与磁场强度之间关系的一种曲线。郎之万函数理想顺磁性材料研究中的一对特殊函数。在一个具体的实施例中，铁芯的初始磁化率为50000，饱和磁化强度为1.56×106Ms A/m。
S412，基于结构模型和材料属性，根据预设电压、初始磁化率和饱和磁场强度，确定励磁通分布。
材料属性主要是指铁芯的电导率、相对介电常数、密度和泊松比等。根据向绕组提供的电压，产生的磁通，以及初始磁化率和饱和磁场强度，使用铁芯的磁化曲线可以确定励磁通分布。本实施例对根据预设电压、初始磁化率和饱和磁场强度的具体方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
在一个实施例中，铁芯的磁致伸缩的本构模型为非线性各向同性模型。各向同性是指铁芯的物理和化学等方面的性质不会因为方向的不同而有所变化的特性，即，铁芯在不同的方向测得的性能数值完全相同。铁芯的磁致伸缩的本构模型可以用来描述铁芯在磁致伸缩效应下的应力张量和应变张量的方程式，换句话说，铁芯的磁致伸缩的本构模型可以用来描述铁芯在磁致伸缩效应下受到的力与铁芯变形之间的关系。将铁芯的磁致伸缩的本构模型设置为非线性各向同性模型，考虑到了铁芯所有材料硅钢片非线性的，这样可以提高计算铁芯振动加速度分布的准确性，从而能够提高计算油箱振动的加速度分布的云图的准确性。
在一个实施例中，变压器本体振动传递特性检测方法还包括：根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到预设频域下油箱振动的加速度分布云图。
预设频域是指使用者根据实际情况设置的频域。变压器振动除了本体振动，还包括冷却装置的振动。冷却装置振动引起的频谱在100Hz以下，则只需要设置的预设频域在100Hz以上，可以非常容易的将变压器本体振动从变压器振动中分离出来。这样得到的油箱振动的加速度分布云图可以更加清楚准确的反映变压器本体振动通过油箱中的油传递至油箱的传递特性。在一个具体的实施例中，在Comsol Multiphsics软件的物理场中增加频域(acpr)这一物理场，可以得到在预设频率下油箱振动的加速度分布云图。其中，预设频域可以为100Hz。同时在结构场、压力声学场和频域场耦合成的物理场中设定压力声学和硬声场边界的范围，并规定初始值为零，设置油箱底部与地面接触部位为固定约束。
应该理解的是，虽然图中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
请参见图10，本申请一个实施例提供一种变压器本体振动传递特性检测装置20。该装置包括建立模块100、设置模块200、计算模块300和确定模块400。
其中，
建立模块100用于根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型；
设置模块200用于设置绕组、铁芯和油箱中的油的材料属性；
计算模块300用于基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
计算模块300还用于基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
确定模块400用于基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，确定油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，确定模块400还用于根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱的载荷；基于材料属性，根据油箱的载荷，确定油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，计算模块300还用于基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的漏磁通分布；根据预设电流和漏磁通分布，计算绕组的电磁力分布；根据电磁力分布，得到绕组加速度分布。
在一个实施例中，计算模块300还用于基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的励磁通分布；基于磁致伸缩效应，根据励磁通分布，得到铁芯加速度分布。
在一个实施例中，计算模块300还用于根据铁芯的磁化模型，确定铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度；基于结构模型和材料属性，根据预设电压、初始磁化率和饱和磁场强度，确定励磁通分布。
关于上述变压器本体振动传递特性检测装置20的具体限定可以参见上文中对于变压器本体振动传递特性检测方法的限定，在此不在赘述。变压器本体振动传递特性检测装置20中的各个模块可以全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各装置、各模块或者各单元可以以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个装置或模块对应的操作。
请参见图11，在一个实施例中，提供了一种计算机设备，计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图11所示。计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。计算机设备的数据库用于存储绕组的尺寸和材料属性，铁芯的尺寸和材料属性等。计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。计算机设备被处理器执行时以实现一种变压器本体振动传递特性检测方法。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型；
设置绕组、铁芯、油箱以及油箱中的油的材料属性；
基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，确定油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱的载荷；基于材料属性，根据油箱的载荷，确定油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的漏磁通分布；根据预设电流和漏磁通分布，计算绕组的电磁力分布；根据电磁力分布，得到绕组加速度分布。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到预设频域下油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的励磁通分布；基于磁致伸缩效应，根据励磁通分布，得到铁芯加速度分布。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据铁芯的磁化模型，确定铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度；
基于结构模型和材料属性，根据预设电压、初始磁化率和饱和磁场强度，确定励磁通分布。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型；
设置绕组、铁芯、油箱以及油箱中的油的材料属性；
基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
基于材料属性，根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，确定油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到油箱的载荷；基于材料属性，根据油箱的载荷，确定油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于结构模型和材料属性，根据预设电流，计算绕组的漏磁通分布；根据预设电流和漏磁通分布，计算绕组的电磁力分布；根据电磁力分布，得到绕组加速度分布。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据绕组加速度分布和铁芯加速度分布，得到预设频域下油箱振动的加速度分布云图。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于结构模型和材料属性，根据预设电压，计算铁芯的励磁通分布；基于磁致伸缩效应，根据励磁通分布，得到铁芯加速度分布。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据铁芯的磁化模型，确定铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度；基于结构模型和材料属性，根据预设电压、初始磁化率和饱和磁场强度，确定励磁通分布。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种变压器本体振动传递特性检测方法，所述变压器包括绕组、铁芯和油箱，所述绕组绕设于所述铁芯，所述绕组和所述铁芯设置于所述油箱内，其特征在于，所述方法包括：
根据所述绕组、所述铁芯和所述油箱的实际尺寸建立所述变压器的结构模型；
设置所述绕组、所述铁芯、所述油箱以及所述油箱中的油的材料属性；
基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电流，计算所述绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
基于所述材料属性，根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，确定所述油箱振动的加速度分布云图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述材料属性，根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，确定所述油箱振动的加速度分布云图，包括：
根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，得到所述油箱的载荷；
基于所述材料属性，根据所述油箱的载荷，确定所述油箱振动的加速度分布云图。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电流，计算所述绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布，包括：
基于所述结构模型和所述材料属性，根据所述预设电流，计算所述绕组的漏磁通分布；
根据所述预设电流和所述漏磁通分布，计算所述绕组的电磁力分布；
根据所述电磁力分布，得到所述绕组加速度分布。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布，包括：
基于所述结构模型和所述材料属性，根据所述预设电压，计算所述铁芯的励磁通分布；
基于磁致伸缩效应，根据所述励磁通分布，得到所述铁芯加速度分布。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的励磁通分布，包括：
根据所述铁芯的磁化模型，确定所述铁芯的初始磁化率和饱和磁场强度；
基于所述结构模型和所述材料属性，根据所述预设电压、所述初始磁化率和所述饱和磁场强度，计算所述励磁通分布。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铁芯的磁致伸缩的本构模型为非线性各向同性模型。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，得到预设频域下所述油箱振动的加速度分布云图。
8.一种变压器本体振动传递特性检测装置，其特征在于，包括：
建立模块，用于根据绕组、铁芯和油箱的实际尺寸建立变压器的结构模型；
设置模块，用于设置所述绕组、所述铁芯、所述油箱以及所述油箱中的油的材料属性；
计算模块，用于基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电流，计算所述绕组的振动加速度分布，得到绕组加速度分布；
计算模块，还用于基于所述结构模型和所述材料属性，根据预设电压，计算所述铁芯的振动加速度分布，得到铁芯加速度分布；
确定模块，用于基于所述材料属性，根据所述绕组加速度分布和所述铁芯加速度分布，确定所述油箱振动的加速度分布云图。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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