CN113806974B - 一种变压器套管电连接的稳定性评估方法、装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器套管电连接的稳定性评估方法、装置及***,包括:通过对升高座进行振动监测,获得机械振动数据;基于变压器的第一有限元模型,根据所述机械振动数据计算得到套管安装法兰的第一机械振动载荷数据;基于升高座区域的第二有限元模型,根据所述第一机械振动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械振动载荷数据;根据所述套管电连接区域内的部件的力学特性和所述第二机械振动载荷数据,对所述套管电连接区域的稳定性进行评估。采用本发明实施例,能实现将变压器在各种工况下的机械振动载荷等效至变压器套管电连接区域,从而准确地对变压器套管电连接稳定性进行评估。
Description
技术领域
本发明涉及电网稳定性分析领域,尤其涉及一种变压器套管电 连接的稳定性评估方法、装置及***。
背景技术
变压器套管电连接的稳定性与变压器能否正常运行密切相关, 近年来,电网发生的多起特高压换流变压器因内部主载流回路导体 连接失效而导致的严重的事故(局部过热、变压器起火、变压器燃 爆),反映出目前对超大容量变压器内部主载流回路导体连接的特性 以及失效模式的科学认识、工程经验和研究深度远远不够。因此十 分有必要在长期机械振动、电动力、谐波特性、材料冷热效应以及 导体的应力松弛效应等工况的联合作用下,对超大容量变压器内部 导体连接***的失效机理和提升可靠性的措施进行研究,以保障设 备的长期运行可靠性,杜绝类似的事故发生。
然而,目前针对电连接的研究主要集中在气体介质(SF6、空气 及真空),针对油中导体电连接特性的研究较少,对于变压器套管载 流回路电连接的失效过程和失效模式的研究尚处于初级阶段,无法 根据变压器运行过程中产生的机械振动,准确地对变压器套管电连 接的稳定性进行评估。
发明内容
针对上述问题,本发明实施例的目的在于提供一种变压器套管 电连接的稳定性评估方法、装置及***,能根据变压器在各种工况 下的机械振动载荷得到变压器套管电连接区域的机械振动载荷,从 而实现根据所述变压器套管电连接区域的机械振动载荷准确地对变 压器套管电连接稳定性进行评估。
为了实现上述目的,本发明实施例第一方面提供了一种变压器 套管电连接的稳定性评估方法,包括:通过对变压器的升高座进行 振动监测,获得所述升高座的机械振动数据;基于所述变压器的第 一有限元模型,根据所述机械振动数据计算得到套管安装法兰的第 一机械振动载荷数据;基于升高座区域的第二有限元模型,根据所 述第一机械振动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的 第二机械振动载荷数据,所述升高座区域内的部件包括变压器套管、 所述升高座和所述套管安装法兰,所述套管电连接区域为所述变压 器套管与变压器绕组的引出线连接的预设区域;根据所述套管电连 接区域内的部件的力学特性和所述第二机械振动载荷数据,得到所 述套管电连接区域内的部件的相对位移数据;根据所述相对位移数 据对所述套管电连接区域的稳定性进行评估。
进一步地,所述对变压器的升高座进行振动监测,获得所述升 高座的机械振动数据具体包括:通过设置在所述升高座的振动监测 装置对所述变压器的各个运行工况的振动数据进行测试,获得所述 机械振动数据;其中,所述振动监测装置包括振动传感器、振动监 测主机和后台数据采集分析装置;所述机械振动数据包括机械振动 的方向和幅值。
进一步地,所述变压器套管电连接的稳定性评估方法通过以下 步骤获取所述变压器的第一有限元模型:至少根据所述变压器套管 的结构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸以及所述套管安装法兰的 结构和尺寸,采用有限元分析软件构建所述变压器的第一有限元模 型。
进一步地,所述变压器套管电连接的稳定性评估方法通过以下 步骤获取所述升高座区域的第二有限元模型:根据所述变压器套管 的结构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸、所述套管安装法兰的结 构和尺寸以及套管电连接的类型和结构,采用有限元分析软件构建 所述升高座区域的第二有限元模型。
进一步地,所述根据所述机械振动数据计算得到安装法兰的第 一机械振动载荷数据具体包括:将所述机械振动数据加载至所述第 一有限元模型;采用有限元方法对所述第一有限元模型进行剖分处 理和插值计算,得到所述套管安装法兰的第一机械振动载荷数据; 其中,所述第一机械振动载荷数据包括第一位移数据、第一应力数 据和第一应变数据。
进一步地,所述根据所述第一机械振动载荷数据计算得到所述 变压器的套管电连接区域的第二机械振动载荷数据具体包括:将所 述第一机械振动载荷数据加载至所述套管安装法兰,作为所述第二 有限元模型的载荷;采用有限元方法对所述第二有限元模型进行剖 分处理和插值计算,得到所述套管电连接区域的第二机械振动载荷 数据;其中,所述第二机械振动载荷数据包括第二位移数据、第二 应力数据和第二应变数据。
本发明第二方面提供了一种变压器套管电连接的稳定性评估装 置,包括:第一载荷数据获取模块,用于基于变压器的第一有限元 模型,根据对变压器的升高座进行振动监测所得到的机械振动数据 计算得到安装法兰的第一机械振动载荷数据;第二载荷数据获取模 块,用于基于升高座区域的第二有限元模型,根据所述第一机械振 动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械振动 载荷数据,所述升高座区域包括变压器套管、所述升高座和所述套 管安装法兰,所述套管电连接区域为所述变压器套管与变压器绕组 的引出线连接的预设区域;稳定性评估模块,用于根据所述套管电 连接区域内的部件的力学特性和所述第二机械振动载荷数据,得到 所述套管电连接区域内的部件的相对位移数据,根据所述相对位移 数据对所述套管电连接区域的稳定性进行评估。
进一步地,所述变压器套管电连接的稳定性评估装置还包括第 一有限元模型获取模块,用于:至少根据所述变压器套管的结构和 尺寸、所述升高座的结构和尺寸以及所述套管安装法兰的结构和尺 寸,采用有限元分析软件构建所述变压器的第一有限元模型。
进一步地,所述变压器套管电连接的稳定性评估装置还包括第 二有限元模型获取模块,用于:根据所述变压器套管的结构和尺寸、 所述升高座的结构和尺寸、所述套管安装法兰的结构和尺寸以及套 管电连接的类型和结构,采用有限元分析软件构建所述升高座区域 的第二有限元模型。
本发明实施例第三方面提供一种变压器套管电连接的稳定性评 估***,包括振动监测装置和如第二方面任一项所述的变压器套管 电连接稳定性评估装置;所述振动监测装置用于对变压器的升高座 进行振动监测,获得所述升高座的机械振动数据;所述变压器套管 电连接的稳定性评估装置用于执行如第一方面任一项所述的变压器 套管电连接的稳定性评估方法。
相比于现有技术,本发明实施例的有益效果在于:本发明实施 例提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法、装置及***, 能通过实测与仿真相结合的方法,将变压器在各种工况下的机械振 动载荷等效至变压器套管电连接区域,解决了变压器套管电连接的 载荷与变压器工作时产生的机械振动无法关联和映射的问题,能根 据等效至变压器套管电连接区域的机械振动载荷准确地对变压器套 管电连接稳定性进行评估。
附图说明
图1是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法 的一个优选实施例的流程示意图;
图2是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法 的第一有限元模型的一个优选实施例的结构示意图;
图3是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法 中有限元计算的一个优选实施例的环状单元柱坐标系示意图;
图4是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法 中有限元计算的另一个优选实施例的环状单元截面示意图;
图5是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法 的第二有限元模型的一个优选实施例的结构示意图;
图6是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估装置 的一个优选实施例的结构示意图;
图7是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估*** 的一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明 一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本 领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1,是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评 估方法的一个优选实施例的流程示意图。
本发明实施例第一方面提供了一种变压器套管电连接的稳定性 评估方法,包括步骤S1至步骤S5,具体如下:
步骤S1:通过对变压器的升高座进行振动监测,获得所述升高 座的机械振动数据。
需要说明的是,在对变压器的升高座进行振动监测时,可采用 单一的位移和加速度传感器进行现场监测记录,也可以通过一体化 的智能在线振动监测装置实现变压器振动数据的自动监测与数据处 理。
优选地,本发明实施例采用的振动监测装置为智能在线振动监 测装置,所述智能在线振动监测装置通常由振动传感器(传感层)、 振动监测主机(感知层)和后台数据采集分析装置(软件层)这三 个部分组成。其中,传感层通过振动传感器、电量传感器等传感器获取变压器的机械振动信号、运行电压电流等多维度信息;感知层 采用振动监测IED主机,采集变压器多状态量信息;软件层包括数 据采集、特征量提取、综合研判等功能,并能够自动给出故障诊断 报告。振动监测主机具备网络通讯接口,数据报告不仅可以存储在 本机,还可以通过网线或光纤以IEC61850或104协议发送到变电站 的站控层后台CAC或辅助监控平台AMC,从而实现远程在线监测与 故障诊断。
优选地,对变压器的升高座进行振动监测需要在升高座上进行 测点布置,测点布置的选择与升高座的结构和高度以及技术人员的 工程经验有关。在本发明实施例中,在升高座的轴向布置两层测点, 在径向每90°布置一个测点,因此一个升高座共布置了八个测点。
在完成对升高座进行测点布置后,即可对变压器在不同工况下 的机械振动特性进行在线监测,并在后台记录监测数据。典型的变 压器运行工况包括试验工况和正常运行工况,试验工况又包括变压 器充电试验、空载加压试验等。在线监测所得到的机械振动数据包 括机械振动的方向以及各个方向上随时间而变化的机械振动的幅值。
步骤S2:基于所述变压器的第一有限元模型,根据所述机械振 动数据计算得到套管安装法兰的第一机械振动载荷数据。
参见图2,是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评 估方法的第一有限元模型的一个优选实施例的结构示意图。
在另一个优选实施例中,上述步骤S2中获取变压器的第一有限 元模型具体包括:至少根据所述变压器套管的结构和尺寸、所述升 高座的结构和尺寸以及所述套管安装法兰的结构和尺寸,采用有限 元分析软件构建所述变压器的第一有限元模型。
优选地,建立所述变压器的三维有限元仿真模型可采用行业通 用有限元商业软件如ANSYS、ABAQUS、HYPERMESH等建立。
优选地,由于变压器的三维结构非常复杂,因此在建模的时候, 针对远离升高座的区域可以适当进行简化,以配重的方式代替实际 结构和模型,加载和求解时选择时变场作为仿真环境。
在另一个优选实施例中,上述步骤S2中根据所述机械振动数据 计算得到套管安装法兰的第一机械振动载荷数据具体包括步骤S21 至步骤S22,如下:
步骤S21:将所述机械振动数据加载至所述第一有限元模型。
将上述步骤S1监测得到的升高座的机械振动数据加载至所述第 一有限元模型中升高座的位置。
步骤S22:采用有限元方法对所述第一有限元模型进行剖分处 理和插值计算,得到所述套管安装法兰的第一机械振动载荷数据; 其中,所述第一机械振动载荷数据包括第一位移数据、第一应力数 据和第一应变数据。
此部分的关键在于将振动监测的实测数据等效到变压器的套管 安装法兰处,升高座为圆柱形弹性连续体,是一个轴对称的三维形 状。对所述第一有限元模型进行有限元计算,首先将连续体进行剖 分离散化,离散的单元取作圆环形,截面单元取作二维三节点的三 角形,然后进行有限元插值计算,建立刚度矩阵,求解计算得到变 压器在实际运行工况下套管安装法兰位置的机械振动载荷,包括运 动位移、有效应力和应变等。
步骤S3:基于升高座区域的第二有限元模型,根据所述第一机 械振动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械 振动载荷数据,所述升高座区域内的部件包括变压器套管、所述升 高座和所述套管安装法兰,所述套管电连接区域为所述变压器套管 与变压器绕组的引出线连接的预设区域。
参见图3,是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评 估方法的第二有限元模型的一个优选实施例的结构示意图。
在另一个优选实施例中,上述步骤S3中获取升高座区域的第二 有限元模型具体包括:根据所述变压器套管的结构和尺寸、所述升 高座的结构和尺寸、所述套管安装法兰的结构和尺寸以及套管电连 接的类型和结构,采用有限元分析软件构建所述升高座区域的第二 有限元模型。
需要说明的是,升高座区域的有限元仿真模型必须真实反映变 压器套管、升高座和套管安装法兰之间的结构及应力传递特征,并 且套管电连接部分的建模必须与实际套管电连接的类型和结构相符, 需保证套管电连接区域的结构约束和边界与实际情况相符。典型的 套管电连接类型由面面压接式、螺纹连接式、表带插接式和螺栓连 接式,不同连接类型的结构约束存在较大的区别,因此建模的时候 应根据实际的连接类型进行建模。
具体的,所述套管电连接区域为所述变压器套管与变压器绕组 的引出线连接的预设区域为变压器套管与变压器绕组的引出线通过 面面压接式、螺纹连接式、表带插接式和螺栓连接式等连接方式进 行电连接的区域。
在另一个优选实施例中,上述步骤S3中根据所述第一机械振动 载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械振动载 荷数据具体包括步骤S31至步骤S32,如下:
步骤S31:将所述第一机械振动载荷数据加载至所述套管安装 法兰,作为所述第二有限元模型的载荷。
步骤S32:采用有限元方法对所述第二有限元模型进行剖分处 理和插值计算,得到所述套管电连接区域的第二机械振动载荷数据; 其中,所述第二机械振动载荷数据包括第二位移数据、第二应力数 据和第二应变数据。
此部分的关键在于将步骤S2得到的套管安装法兰的第一机械振 动载荷数据等效到套管电连接区域处,套管安装法兰为圆柱形弹性 连续体,是一个轴对称的三维形状。对所述第二有限元模型进行有 限元计算,首先将连续体进行剖分离散化,离散的单元取作圆环形, 截面单元取作二维三节点的三角形,然后进行有限元插值计算,建 立刚度矩阵,求解计算得到变压器在实际运行工况下套管电连接区 域的机械振动载荷,包括运动位移、有效应力和应变等。
在一个优选实施例中,上述步骤S22和步骤S32的具体计算过 程为:
如图4所示,单元节点是圆周状的铰链,各单元在rz平面内形 成网格,计算时只需要取出一个截面进行网格划分和分析。
如图5所示取环状单元的一个截面,单元节点位移为:
选择线性位移模式,其中:/>φ=[1 r z],β=[β1β2β3...β6]T。
其中,ai、aj和am为环状单元三个节点的位移,ui、uj和um为 各节点的u坐标,wi、wj和wm为各节点的w坐标。
位移模式:
与平面问题类似,将节点位移用6个广义坐标表示
u=Niui+Njuj+Nmum (2)
w=Niwi+Njwj+Nmwm
插值函数Ni表示为:
其中,ai=rjzm-rmzj,bi=zj-zm,ci=-(rj-rm), ri、rj和rm为各节点的r坐标,zi、zj和zm为各 节点的z坐标,A是三角形环状单元的截面积。
单元应变:
其中,
由此可见,应变分量εr,εz,γrz均为常量,但环向应变εθ不是 常量,fk与各点位置(r,z)有关系,且结构包含对称轴时(r=0),fk是奇异的。
单元应力:
其中,D表示模量,v为泊松比,B为应 变矩阵。
剪应力τrz为常量,σr、σz和σθ是不同方向的正应力,且σr、σz和σθ均不是常量。
此外,单元刚度矩阵Ke的计算方法如下:
为简化计算并消除结构包含对称轴时引起的奇异,在计算fk时, 将单元中随点变化的r和z用单元形心处的坐标来近似,则:
于是应变矩阵B和应力矩阵S均转化为常量阵。
式(9)中的A是三角形环状单元的截面积。其中,
其中:
K1=brbs+frfs+A1(brfs+frbs)+A2crcs
K2=A1cr(bs+fs)+A2brcS
K3=A1cS(br+fr)+A2crbs
K4=crcS+A2brbs
将对称轴附近网格剖分得密一些就可以保证较高的精度。
集中力:
单元上的体积力可由如下式(11)表达,内部初应力/>可由 如下式(12)表达,集中力PF可由如下式(13)表达。
PF=2πF (13)
其中, 和/>分别为作 用在单元上的边界分布力和初应变,T表示单元的边界分布力矩阵。
集中力PF应是作用在一圈节点上集中力的总和,ri是节点i的r 坐标,Fir、Fiz是作用在节点i圆周每单位长度上的集中载荷在r和 z方向上的分量。
步骤S4:根据所述套管电连接区域内的部件的力学特性和所述 第二机械振动载荷数据,得到所述套管电连接区域内的部件的相对 位移数据。
步骤S5:根据所述相对位移数据对所述套管电连接区域的稳定 性进行评估。
由于套管电连接部位是靠多个部件接触以传导电流的,其工作 可靠性直接由各部件间的接触可靠性反映。通过步骤S3的有限元计 算得到套管电连接区域的机械振动载荷,即为套管电连接区域内各 部件的机械振动载荷,结合各部件材料的力学特性,如弹塑性性能 等,可得到各部件的变形情况,从而可推知各部件之间的相对位移, 根据各部件的相对位移,可判断各部件之间是否实际接触,若相对 位移大于0,则视为接触失效,通过统计接触失效的区域的面积即 可评估套管电连接区域的稳定性。
本发明实施例提供的一种变压器套管电连接的稳定性评估方法, 能通过实测与仿真相结合的方法,将变压器在各种工况下的机械振 动载荷等效至变压器套管电连接区域,解决了变压器套管电连接的 载荷与变压器工作时产生的机械振动无法关联和映射的问题,能根 据等效至变压器套管电连接区域的机械振动载荷准确地对变压器套 管电连接稳定性进行评估。
参见图6,是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评 估装置的一个优选实施例的结构示意图。
本发明实施例第二方面提供了一种变压器套管电连接的稳定性 评估装置,包括:第一载荷数据获取模块401,用于基于变压器的 第一有限元模型,根据对变压器的升高座进行振动监测所得到的机 械振动数据计算得到安装法兰的第一机械振动载荷数据。
第二载荷数据获取模块402,用于基于升高座区域的第二有限 元模型,根据所述第一机械振动载荷数据计算得到所述变压器的套 管电连接区域的第二机械振动载荷数据,所述升高座区域包括变压 器套管、所述升高座和所述套管安装法兰,所述套管电连接区域为 所述变压器套管与变压器绕组的引出线连接的预设区域。
稳定性评估模块403,用于根据所述套管电连接区域内的部件 的力学特性和所述第二机械振动载荷数据,得到所述套管电连接区 域内的部件的相对位移数据,根据所述相对位移数据对所述套管电 连接区域的稳定性进行评估。
进一步地,所述变压器套管电连接的稳定性评估装置还包括第 一有限元模型获取模块404,用于:至少根据所述变压器套管的结 构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸以及所述套管安装法兰的结构 和尺寸,采用有限元分析软件构建所述变压器的第一有限元模型。
进一步地,所述变压器套管电连接的稳定性评估装置还包括第 二有限元模型获取模块405,用于:根据所述变压器套管的结构和 尺寸、所述升高座的结构和尺寸、所述套管安装法兰的结构和尺寸 以及套管电连接的类型和结构,采用有限元分析软件构建所述升高 座区域的第二有限元模型。
进一步地,所述第一载荷数据获取模块401还用于:将所述机 械振动数据加载至所述第一有限元模型;采用有限元方法对所述第 一有限元模型进行剖分处理和插值计算,得到所述套管安装法兰的 第一机械振动载荷数据;其中,所述第一机械振动载荷数据包括第 一位移数据、第一应力数据和第一应变数据。
进一步地,所述第二载荷数据获取模块402还用于:将所述第 一机械振动载荷数据加载至所述套管安装法兰,作为所述第二有限 元模型的载荷;采用有限元方法对所述第二有限元模型进行剖分处 理和插值计算,得到所述套管电连接区域的第二机械振动载荷数据; 其中,所述第二机械振动载荷数据包括第二位移数据、第二应力数 据和第二应变数据。
需要说明的是,本发明实施例所提供的一种变压器套管电连接 的稳定性评估装置,能够实现上述任一实施例所述的变压器套管电 连接的稳定性评估方法的所有流程,装置中的各个模块的作用以及 实现的技术效果分别与上述实施例所述的变压器套管电连接的稳定 性评估方法的作用以及实现的技术效果对应相同,这里不再赘述。
参见图7,是本发明提供的一种变压器套管电连接的稳定性评 估***的一个优选实施例的结构示意图。
本发明实施例第三方面提供了一种变压器套管电连接的稳定性 评估***,包括振动监测装置501和如第二方面任一实施例所述的 变压器套管电连接稳定性评估装置502。
所述振动监测装置501用于对变压器的升高座进行振动监测, 获得所述升高座的机械振动数据。
所述稳定性评估装置502用于执行如第一方面任一实施例所述 的变压器套管电连接的稳定性评估方法。
需要说明的是,本发明实施例所提供的一种变压器套管电连接 的稳定性评估***,能够实现上述任一实施例所述的变压器套管电 连接的稳定性评估方法的所有流程,***中各装置的作用以及实现 的技术效果分别与上述实施例所述的变压器套管电连接的稳定性评 估方法的作用以及实现的技术效果对应相同,这里不再赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领 域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做 出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种变压器套管电连接的稳定性评估方法,其特征在于,包括:
通过对变压器的升高座进行振动监测,获得所述升高座的机械振动数据;
基于所述变压器的第一有限元模型,根据所述机械振动数据计算得到套管安装法兰的第一机械振动载荷数据;
基于升高座区域的第二有限元模型,根据所述第一机械振动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械振动载荷数据,所述升高座区域内的部件包括变压器套管、所述升高座和所述套管安装法兰,所述套管电连接区域为所述变压器套管与变压器绕组的引出线连接的预设区域;
根据所述套管电连接区域内的部件的力学特性和所述第二机械振动载荷数据,得到所述套管电连接区域内的部件的相对位移数据;
根据所述相对位移数据对所述套管电连接区域的稳定性进行评估。
2.如权利要求1所述的变压器套管电连接的稳定性评估方法,其特征在于,所述对变压器的升高座进行振动监测,获得所述升高座的机械振动数据具体包括:
通过设置在所述升高座的振动监测装置对所述变压器的各个运行工况的振动数据进行测试,获得所述机械振动数据;
其中,所述振动监测装置包括振动传感器、振动监测主机和后台数据采集分析装置;
所述机械振动数据包括机械振动的方向和幅值。
3.如权利要求1所述的变压器套管电连接的稳定性评估方法,其特征在于,所述方法通过以下步骤获取所述变压器的第一有限元模型:
至少根据所述变压器套管的结构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸以及所述套管安装法兰的结构和尺寸,采用有限元分析软件构建所述变压器的第一有限元模型。
4.如权利要求1所述的变压器套管电连接的稳定性评估方法,其特征在于,所述方法通过以下步骤获取所述升高座区域的第二有限元模型:
根据所述变压器套管的结构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸、所述套管安装法兰的结构和尺寸以及套管电连接的类型和结构,采用有限元分析软件构建所述升高座区域的第二有限元模型。
5.如权利要求3所述的变压器套管电连接的稳定性评估方法,其特征在于,所述根据所述机械振动数据计算得到套管安装法兰的第一机械振动载荷数据具体包括:
将所述机械振动数据加载至所述第一有限元模型;
采用有限元方法对所述第一有限元模型进行剖分处理和插值计算,得到所述套管安装法兰的第一机械振动载荷数据;
其中,所述第一机械振动载荷数据包括第一位移数据、第一应力数据和第一应变数据。
6.如权利要求4所述的变压器套管电连接的稳定性评估方法,其特征在于,所述根据所述第一机械振动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械振动载荷数据具体包括:
将所述第一机械振动载荷数据加载至所述套管安装法兰,作为所述第二有限元模型的载荷;
采用有限元方法对所述第二有限元模型进行剖分处理和插值计算,得到所述套管电连接区域的第二机械振动载荷数据;
其中,所述第二机械振动载荷数据包括第二位移数据、第二应力数据和第二应变数据。
7.一种变压器套管电连接的稳定性评估装置,其特征在于,包括:
第一载荷数据获取模块,用于基于变压器的第一有限元模型,根据对变压器的升高座进行振动监测所得到的机械振动数据计算得到套管安装法兰的第一机械振动载荷数据;
第二载荷数据获取模块,用于基于升高座区域的第二有限元模型,根据所述第一机械振动载荷数据计算得到所述变压器的套管电连接区域的第二机械振动载荷数据,所述升高座区域包括变压器套管、所述升高座和所述套管安装法兰,所述套管电连接区域为所述变压器套管与变压器绕组的引出线连接的预设区域;
稳定性评估模块,用于根据所述套管电连接区域内的部件的力学特性和所述第二机械振动载荷数据,得到所述套管电连接区域内的部件的相对位移数据,根据所述相对位移数据对所述套管电连接区域的稳定性进行评估。
8.如权利要求7所述的变压器套管电连接的稳定性评估装置,其特征在于,所述稳定性评估装置还包括第一有限元模型获取模块,用于:
至少根据所述变压器套管的结构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸以及所述套管安装法兰的结构和尺寸,采用有限元分析软件构建所述变压器的第一有限元模型。
9.如权利要求8所述的变压器套管电连接的稳定性评估装置,其特征在于,所述稳定性评估装置还包括第二有限元模型获取模块,用于:
根据所述变压器套管的结构和尺寸、所述升高座的结构和尺寸、所述套管安装法兰的结构和尺寸以及套管电连接的类型和结构,采用有限元分析软件构建所述升高座区域的第二有限元模型。
10.一种变压器套管电连接的稳定性评估***,其特征在于,包括振动监测装置和如权利要求7至9任一项所述的变压器套管电连接稳定性评估装置;
所述振动监测装置用于对变压器的升高座进行振动监测,获得所述升高座的机械振动数据;
所述稳定性评估装置用于执行如权利要求1至6任一项所述的变压器套管电连接的稳定性评估方法。
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115795747B (zh) * | 2023-02-09 | 2023-06-09 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种带挡边衬套的断裂预测方法 |
Citations (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1084142A (ja) * | 1997-09-08 | 1998-03-31 | Nec Corp | 圧電トランスおよびその駆動方法 |
KR19990009081A (ko) * | 1997-07-07 | 1999-02-05 | 신대용 | 주상 변압기 붓싱 |
RU2184999C1 (ru) * | 2001-04-20 | 2002-07-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Способ измерения индуктивности короткого замыкания трансформатора для дефектографирования состояния обмоток |
WO2007052784A1 (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Keio University | 荷重伝達経路法に基づく数値構造解析装置 |
DE102011089605A1 (de) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung mit Messeinrichtung zum Messen von Kräften und/ oder Belastungen |
DE102013109611A1 (de) * | 2013-09-03 | 2015-03-05 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Stabilität eines Ortsnetzes mit einem regelbaren Ortsnetztransformator |
CN105548847A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种多元结构高压套管性能考核检测平台及测试方法 |
CN106338336A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-18 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 变压器振动的在线监测*** |
CN106650055A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-10 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 一种用于极寒条件下变压器短路动稳定性评估方法 |
CN106777534A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于有限元理论的变压器绕组振动传递特性监测方法 |
CN106777812A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 华北电力大学(保定) | 一种变压器绕组短路振动特性的计算方法 |
CN108491358A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-04 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器套管状态评估方法及装置 |
CN109101716A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-28 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种变压器套管外绝缘电场的影响仿真方法与装置 |
CN110187185A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-08-30 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种导电胶接触电阻稳定性监测装置及方法 |
WO2019223048A1 (zh) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 山东大学 | 基于低阶eigd的时滞电力***稳定性分析方法 |
CN111143763A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-05-12 | 广东电网有限责任公司 | 电力设备状态的评估方法、装置及其存储介质 |
CN111562425A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-21 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种变压器谐波、振动及有载分接开关状态监测*** |
US10767465B1 (en) * | 2011-08-09 | 2020-09-08 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Simulating current flow through a well casing and an induced fracture |
CN112684261A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器套管状态监测方法和装置 |
CN112989599A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-18 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种提升变压器抗短路能力的绕组结构改进方法 |
CN216247503U (zh) * | 2021-08-23 | 2022-04-08 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器套管电连接力学试验的装置 |
-
2021
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Patent Citations (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990009081A (ko) * | 1997-07-07 | 1999-02-05 | 신대용 | 주상 변압기 붓싱 |
JPH1084142A (ja) * | 1997-09-08 | 1998-03-31 | Nec Corp | 圧電トランスおよびその駆動方法 |
RU2184999C1 (ru) * | 2001-04-20 | 2002-07-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Способ измерения индуктивности короткого замыкания трансформатора для дефектографирования состояния обмоток |
WO2007052784A1 (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Keio University | 荷重伝達経路法に基づく数値構造解析装置 |
US10767465B1 (en) * | 2011-08-09 | 2020-09-08 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Simulating current flow through a well casing and an induced fracture |
DE102011089605A1 (de) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung mit Messeinrichtung zum Messen von Kräften und/ oder Belastungen |
DE102013109611A1 (de) * | 2013-09-03 | 2015-03-05 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Stabilität eines Ortsnetzes mit einem regelbaren Ortsnetztransformator |
CN105548847A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种多元结构高压套管性能考核检测平台及测试方法 |
CN106338336A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-18 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 变压器振动的在线监测*** |
CN106777534A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于有限元理论的变压器绕组振动传递特性监测方法 |
CN106650055A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-10 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 一种用于极寒条件下变压器短路动稳定性评估方法 |
CN106777812A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 华北电力大学(保定) | 一种变压器绕组短路振动特性的计算方法 |
CN108491358A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-04 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器套管状态评估方法及装置 |
WO2019223048A1 (zh) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 山东大学 | 基于低阶eigd的时滞电力***稳定性分析方法 |
CN109101716A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-28 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种变压器套管外绝缘电场的影响仿真方法与装置 |
CN110187185A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-08-30 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种导电胶接触电阻稳定性监测装置及方法 |
CN111143763A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-05-12 | 广东电网有限责任公司 | 电力设备状态的评估方法、装置及其存储介质 |
CN111562425A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-21 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种变压器谐波、振动及有载分接开关状态监测*** |
CN112684261A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器套管状态监测方法和装置 |
CN112989599A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-18 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种提升变压器抗短路能力的绕组结构改进方法 |
CN216247503U (zh) * | 2021-08-23 | 2022-04-08 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器套管电连接力学试验的装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于试验数据的配电变压器质量评估对策分析;王英杰等;电子测试;83-85 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113806974A (zh) | 2021-12-17 |
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