本發(fā)明涉及電力
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種三相變壓器油流運動的計算方法及裝置。
背景技術(shù)：
：隨著電力建設(shè)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備朝著大型化方向發(fā)展。隨著變壓器電壓等級的大幅提升，作為電力系統(tǒng)主要載體之一的變壓器的安全穩(wěn)定運行，關(guān)系著電網(wǎng)的整體抗風(fēng)險能力。如何保證變壓器長期處于良好的工作狀態(tài)一直是電力企業(yè)設(shè)備管理的重中之重。近些年，電網(wǎng)系統(tǒng)屢次發(fā)生因外部短路沖擊造成主變重瓦斯保護跳閘、壓力釋放閥動作噴油等。當(dāng)因外部電路短路而造成電流沖擊時繞組導(dǎo)線中所通過的短路電流數(shù)值可達到而定數(shù)值的15～20倍。變壓器在極短的時間之內(nèi)將產(chǎn)生較大的電磁力和電磁損耗。在電磁力的作用下，繞組可能會發(fā)生振動，從而影響油箱中的油流運動，產(chǎn)生油流涌動。要準確的確定油箱中的油流運動，需要對變壓器在短路狀態(tài)產(chǎn)生的電磁場強度分布、繞組受到的電磁力以及油流的溫升有精確的了解。要對變壓器中繞組的受力進行準確的計算，首先應(yīng)對變壓器短路時的電磁場進行精確的計算。因此，有限元法在很早就被引入到了變壓器的磁場分析中。對于變壓器的損耗計算，常有的計算手段是運用解析公式和半經(jīng)驗公式的時域法，正交分解合成法，但局限性太大。在采用計算機輔助分析方面，一般也都是采用2D有限元法。這些方法都能在一定程度上解決工程問題。但是這些方法本身含有的簡化太多，計算的結(jié)果適用性比較小，提供的數(shù)據(jù)難以支持進一步的變壓器振動或油流涌動的分析。因此，針對此種大型變壓器的三維電磁場求解，進行分析的很少見。究其原因，其大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，從而導(dǎo)致了大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法及裝置，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法，包括：獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型；通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將所述變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理；對所述變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對所述全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的所述全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。優(yōu)選地，獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型具體包括：獲取到通過對所述Maxwell工具中的變壓器基元模型進行保留鐵芯、繞組、油枕處理的變壓器簡化模型，所述變壓器簡化模型包括固體部分和油流部分。優(yōu)選地，通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將所述變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理具體包括：通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將所述變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；將所述變壓器簡化模型的除所述繞組的其余部分進行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分處理。優(yōu)選地，對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的所述全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算具體包括：對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的所述全六面體網(wǎng)格進行短路過程中的各所述繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為所述繞組的運動速度；根據(jù)所述繞組結(jié)構(gòu)和所述運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時基于瓦斯繼電器的油流運動分析結(jié)果。優(yōu)選地，根據(jù)所述繞組結(jié)構(gòu)和所述運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時分析結(jié)果具體包括：通過在瓦斯繼電器設(shè)置的壓力監(jiān)視點進行變壓器油流運動壓力波動的分析；通過所述運動速度進行所述變壓器在外部短路沖擊時的油流速度的分析。本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算裝置，包括：建立單元，用于獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型；劃分單元，用于通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將所述變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理；動網(wǎng)格處理單元，用于對所述變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對所述全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；計算分析單元，用于對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的所述全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。優(yōu)選地，建立單元，具體用于獲取到通過對所述Maxwell工具中的變壓器基元模型進行保留鐵芯、繞組、油枕處理的變壓器簡化模型，所述變壓器簡化模型包括固體部分和油流部分。優(yōu)選地，分析單元具體包括：結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格處理子單元，用于通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將所述變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格處理子單元，用于將所述變壓器簡化模型的除所述繞組的其余部分進行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分處理。優(yōu)選地，計算分析單元具體包括：計算子單元，用于對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的所述全六面體網(wǎng)格進行短路過程中的各所述繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為所述繞組的運動速度；分析子單元，根據(jù)所述繞組結(jié)構(gòu)和所述運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時基于瓦斯繼電器的油流運動分析結(jié)果。優(yōu)選地，分析子單元具體包括：第一分析模塊，用于通過在瓦斯繼電器設(shè)置的壓力監(jiān)視點進行變壓器油流運動壓力波動的分析；第二分析模塊，用于通過所述運動速度進行所述變壓器在外部短路沖擊時的油流速度的分析。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法及裝置，其中，三相變壓器油流運動的計算方法包括：獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型；通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理；對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。本實施例中，通過獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型，通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理，對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理，對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法的一個實施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法的另一個實施例的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5(a)至圖5(e)的監(jiān)測面壓力示意圖；圖6(a)至圖6(d)為不同時刻截面上速度等值面的分布和速度矢量的分布圖；圖6(b)為單相瞬態(tài)電流波形圖；圖7為瓦斯繼電器處油流速度隨著時間變化分布圖。具體實施方式本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法及裝置，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法的一個實施例包括：101、獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型；本實施例中，當(dāng)需要對三相變壓器油流運動進行分析時，首先獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型。102、通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理；當(dāng)獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型之后，需要通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理。103、對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；當(dāng)通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理之后，需要對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理。104、對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。當(dāng)對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理之后，需要對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。本實施例中，通過獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型，通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理，對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理，對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。上面是對三相變壓器油流運動的計算方法的過程進行詳細的描述，下面將對具體過程進行詳細的描述，請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供的一種三相變壓器油流運動的計算方法的另一個實施例包括：201、獲取到通過對Maxwell工具中的變壓器基元模型進行保留鐵芯、繞組、油枕處理的變壓器簡化模型；本實施例中，當(dāng)需要對三相變壓器油流運動進行分析時，首先獲取到通過對Maxwell工具中的變壓器基元模型進行保留鐵芯、繞組、油枕處理的變壓器簡化模型，變壓器簡化模型包括固體部分和油流部分。202、通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；當(dāng)獲取到通過對Maxwell工具中的變壓器基元模型進行保留鐵芯、繞組、油枕處理的變壓器簡化模型之后，需要通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。203、將變壓器簡化模型的除繞組的其余部分進行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分處理；當(dāng)通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格之后，需要將變壓器簡化模型的除繞組的其余部分進行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分處理。204、對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；當(dāng)將變壓器簡化模型的除繞組的其余部分進行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分處理之后，需要對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理。205、對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行短路過程中的各繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為繞組的運動速度；當(dāng)對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理之后，需要對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行短路過程中的各繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為繞組的運動速度。206、根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)和運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時基于瓦斯繼電器的油流運動分析結(jié)果。當(dāng)對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行短路過程中的各繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為繞組的運動速度之后，需要根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)和運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時基于瓦斯繼電器的油流運動分析結(jié)果。需要說明的是，根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)和運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時基于瓦斯繼電器的油流運動分析結(jié)果具體包括：A)通過在瓦斯繼電器設(shè)置的壓力監(jiān)視點進行變壓器油流運動壓力波動的分析；B)通過運動速度進行變壓器在外部短路沖擊時的油流速度的分析。本實施例中，通過獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型，通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理，對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理，對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。下面以一具體應(yīng)用場景進行詳細的描述，應(yīng)用例包括：以110KV的油浸式三相電力變壓器為分析對象，采用ANSYSFLUENT、和ANSYSMechanical對110KV的油浸式三相電力變壓器在短路狀態(tài)下的流場和結(jié)構(gòu)應(yīng)力場數(shù)值模擬方法進行研究，計算得到了電磁場的分布、繞組受到的電磁力的大小、油流涌動的速度和壓力分布的規(guī)律。進行變壓器油流運動的數(shù)值模擬中，需要求解變壓器油運動的規(guī)律，油流運行滿足流體力學(xué)Naiver-Stokes方程。流體力學(xué)的基本方程，即連續(xù)方程、動量方程和能量方程均可由守恒定律推出。對于物理量φ，守恒定律描述如下：1)連續(xù)方程∂∂t∫VρdV+∫ρv·nds=0---(1)]]>利用Gauss散度公式，可以得到其微分形式：∂ρ∂t+▿·(ρv)=0---(2)]]>寫成非守恒形式：DρDt+ρ▿·v=0---(3)]]>2)動量方程∂∂t∫VρvdV+∫ρv(v·nds)=∫VρfedV+∫σ·nds=∫VρfedV-∫pnds+∫τ·nds---(4)]]>式中fe為單位質(zhì)量流體的外部體積力；σ為應(yīng)力張量，等于各向同性壓力張量與粘性應(yīng)力張量之和：σ＝-pI+τ(5)I為單位張量。對于Newton流體，粘性應(yīng)力張量與速度梯度的關(guān)系(本構(gòu)方程)如下：τij=μ(∂vj∂xi+∂vi∂xj)+λ∂vk∂xkδij---(6)]]>μ和λ為兩個粘性系數(shù)。根據(jù)Stokes假設(shè)，它們有以下的關(guān)系：2μ+3λ＝0(7)所以力學(xué)壓強與熱力學(xué)壓強p相等。動量方程的微分形式同樣可以利用Gauss散度公式得到：∂ρv∂t+▿·(ρv⊗v+pI-τ)=ρfe---(8)]]>寫成非守恒形式：ρDvDt≡ρ∂v∂t+ρ(v·▿)v=-▿p+▿·τ+ρfe---(9)]]>3)能量方程連續(xù)體的總能量E定義為內(nèi)能e與動能之和：E=e+v22---(10)]]>它的變化由能量方程控制：∂∂t∫VρEdV+∫ρE(v·nds)=∫k▿T·nds+∫V(ρfe·v+qH)dV+∫(σ·v)·nds---(11)]]>上式右端第一項表示通過邊界熱傳導(dǎo)進入到區(qū)域的熱量；第二項表示外部體積力做的功和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量；第三項是內(nèi)應(yīng)力在邊界上做的功。寫成微分形式：∂ρE∂t+▿·(ρvE)=▿·(k▿T)+▿·(σ·v)+ρfe·v+qH---(12)]]>對于完全氣體(滿足Clapeyron方程)，內(nèi)能e為e＝cvT(13)式中cv——定容比熱容/J·kg-1·K-1。上式代入式(12)和(13)就可以得到以溫度表示的能量方程。電力變壓器等級110KV，額定容量40MVA，銘牌和結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1：變壓器內(nèi)部鐵芯采用冷軋硅鋼片疊壓制成，計算采用Maxwell自帶變壓器鐵芯基元模型。線圈采用餅式結(jié)構(gòu)，變壓器線圈采取餅式結(jié)構(gòu)，其中高壓線圈共92餅，每餅有15匝線圈；中壓線圈共76餅，每餅有6匝線圈；低壓線圈共100餅，每餅有1匝線圈；調(diào)壓壓線圈共9餅，每餅有1匝線圈。由于變壓器的外形尺寸較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建模過程中采用了Maxwell自帶基元對鐵芯和線圈建模，大大提高了工作效率。變壓器幾何處理，將會除去變壓力里面的線路，加強板筋，以及固定的設(shè)施部件，只保留分析中關(guān)注的主要部件，如鐵芯、繞組、油枕等。其中重點考慮繞組，繞組幾何全部保留，并且為了真實短路引起的繞組動態(tài)破壞，著重保留繞組各餅層之間的窄小孔隙。其中調(diào)壓線圈9餅，餅間隙為6mm；高壓線圈92餅，餅間隙為4mm；中壓線圈76餅，餅間隙為4.25mm；低壓線圈100餅，餅間隙為4.5mm。本次模擬考慮繞組餅之間的微小間隙，假如再慮繁多的翅片，本次模擬將會有龐大的網(wǎng)格目，這樣會直接導(dǎo)致本次模擬很難開展，因此我們將翅片簡化成連同的油流通道，以簡化分析模型，從而也大大較少網(wǎng)格數(shù)目。鐵芯幾何復(fù)雜，為了劃分高質(zhì)量的計算網(wǎng)格，在盡量減小影響模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，將鐵芯幾何做出相應(yīng)的處理。模擬繞組部分的網(wǎng)格是關(guān)鍵。既然滿足動網(wǎng)格中的鋪層技術(shù)對網(wǎng)格的要求；又要捕捉繞組餅層之間的狹小孔隙。采用ANYSYICEMCFDBlocking技術(shù)對繞組劃分全六面體網(wǎng)格劃分是最佳選擇。全六面體網(wǎng)格劃分另一難點是對繞組每一餅都要剖分出block，并關(guān)聯(lián)到相關(guān)面上和線上。壁面換熱邊界層非常重要，這是影響計算結(jié)果準確性的決定因素之一。尤其換熱管(翅片處)，箱體壁面需要有相應(yīng)的換熱邊界層網(wǎng)格。因此對變壓器除去繞組的其他部件，初步確定采用從面網(wǎng)格，邊界層網(wǎng)格，到體網(wǎng)格的網(wǎng)格劃分策略。本次變壓器分析模型分為固體區(qū)域和油流區(qū)域，固體區(qū)域總數(shù)14個，分別為繞組區(qū)域12個，鐵芯區(qū)域和隔板區(qū)域各一個。流體區(qū)域總數(shù)為15個，分別為動態(tài)流體區(qū)域12個，箱體油流區(qū)域、繼電器和附加油流區(qū)域各一個。整體模型網(wǎng)格為全六面體，網(wǎng)格單元數(shù)為11094142，網(wǎng)格總結(jié)點數(shù)14191243。當(dāng)變壓器高壓繞組出現(xiàn)瞬間短路，各繞組餅層由于受到強大的電磁力的作用，整體出現(xiàn)拉壓彈簧式的運動，因此將會引起箱體內(nèi)冷卻油劇烈涌動，從而將會對變壓器內(nèi)部產(chǎn)生極大破壞。本次模擬，將采用ANSYSFluent動網(wǎng)格技術(shù)，來模擬繞組各餅層在強大的電磁力作用的運動特性。ANSYSFluent動網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)有三種：彈簧壓縮式技術(shù)、動態(tài)鋪層技術(shù)和網(wǎng)格重技術(shù)。為了保證模擬精度，本次模擬采用動態(tài)鋪層技術(shù)。本次模擬采用ANSYSFluent中的UDF技術(shù)，編寫程序?qū)⒍搪愤^程中各繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為繞組的運動速度。整個UDF編寫采用初始化宏(DEFINE_INIT(INI,d))，該宏的目的是讀取不同時刻不同繞組的受力數(shù)據(jù)。動網(wǎng)格宏DEFINE_CG_MOTION(velocity_a_oil,dt,vel,omega,time,dtime)，該宏是將力學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為速度數(shù)據(jù)，并施加到相應(yīng)的運動繞組上。另外，繞組在冷卻油高速運動過程中受到冷卻油阻力作用，阻力大小與繞組運動速度有關(guān)，本次仿真采用Compute_Force_And_Moment求解該阻力。詳見UDF文件。整個UDF程序總共2783行，程序編寫語言為C語言。本次模擬計算硬件配置：32核，內(nèi)存128G；計算并行數(shù)：32核，總計算耗時近兩周，總計算的物理時間約為430毫秒。結(jié)構(gòu)和流體計算可以獲得變壓器內(nèi)部油流涌動的特性，包括瓦斯繼電器處油流運動速度和壓力的非穩(wěn)態(tài)變化的規(guī)律，從而為了解變壓器在受到外部短路沖擊時特性。為了得到瓦斯繼電器處壓力的變化，在結(jié)構(gòu)和流體耦合計算過程中，在瓦斯繼電器處設(shè)置了壓力監(jiān)視點，通過監(jiān)視壓力的變化獲得壓力變化的趨勢。圖5(a)至圖5(e)為不同時刻下壓力的分布曲線的變化。圖5(a)為監(jiān)測面0-0.45s的壓力變化曲線，圖5(b)為監(jiān)測面0-0.01s的壓力變化曲線——劇烈波期，圖5(c)為監(jiān)測面0.01-0.1s的壓力變化曲線——強烈波動期，圖5(d)為監(jiān)測面0.1-0.2s的壓力變化曲線——弱波動期，圖5(e)為監(jiān)測面0.2s-0.45s的壓力變化曲線——穩(wěn)定波動期。圖5(a)至圖5(e)的監(jiān)測面壓力可以得出，峰值出現(xiàn)在低壓繞組運動最強烈的時候，此時也是油流涌動最強烈的時段，隨后壓力波動變緩，短路電流作用時間結(jié)束后，壓力趨近穩(wěn)定。圖6(a)和圖6(b)為T＝0.002s時刻軸中剖面速度分布云圖和速度矢量圖，圖6(c)和圖6(d)為T＝0.0249s時刻Z軸中剖面速度分布云圖和速度矢量圖，圖6為不同時刻截面上速度等值面的分布和速度矢量的分布。從圖6中可以看出，變壓器在受到短路沖擊初期，油流運動速度達到了188m/s，說明在沖擊開始階段，油流運動比較劇烈，但是在后期，油流運動速度降低到13m/s，速度的大小相比沖擊開始階段，已經(jīng)顯著減少。因此在短路沖擊初始階段，油流運行劇烈，可能對變壓器設(shè)備安全帶來較大的風(fēng)險，需要監(jiān)視設(shè)備運行狀態(tài)。從圖7中可以得出，在變壓器受到瞬態(tài)沖擊的初始階段，瓦斯繼電器位置的油流速度較高，最高值達到了1.2m/s，隨著時間的推移，油流速度逐漸減小。因此數(shù)值模擬計算結(jié)果對于實際變壓器受到外部短路沖擊時整定值設(shè)定具有十分重要的參考信息。請參閱圖3，本發(fā)明實施例中提供的一種三相變壓器油流運動的計算裝置的一個實施例包括：建立單元301，用于獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型；劃分單元302，用于通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理；動網(wǎng)格處理單元303，用于對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；計算分析單元304，用于對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。本實施例中，通過建立單元301獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型，劃分單元302通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理，動網(wǎng)格處理單元303對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理，計算分析單元304對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。上面是對三相變壓器油流運動的計算裝置的各單元進行詳細的描述，下面將對子單元進行詳細的描述，請參閱圖4，本發(fā)明實施例中提供的一種三相變壓器油流運動的計算裝置的另一個實施例包括：建立單元401，用于獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型，建立單元401，具體用于獲取到通過對Maxwell工具中的變壓器基元模型進行保留鐵芯、繞組、油枕處理的變壓器簡化模型，變壓器簡化模型包括固體部分和油流部分。劃分單元402，用于通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理；劃分單元402具體包括：結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格處理子單元4021，用于通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格處理子單元4022，用于將變壓器簡化模型的除繞組的其余部分進行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分處理。動網(wǎng)格處理單元403，用于對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理；計算分析單元404，用于對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算。計算分析單元404具體包括：計算子單元4041，用于對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行短路過程中的各繞組受到的電磁力轉(zhuǎn)化為繞組的運動速度；分析子單元4042，根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)和運動速計算獲得變壓器受到外部短路沖擊時基于瓦斯繼電器的油流運動分析結(jié)果。分析子單元4042具體包括：第一分析模塊4042a，用于通過在瓦斯繼電器設(shè)置的壓力監(jiān)視點進行變壓器油流運動壓力波動的分析；第二分析模塊4042b，用于通過運動速度進行變壓器在外部短路沖擊時的油流速度的分析。本實施例中，通過建立單元401獲取到通過Maxwell工具中的變壓器基元模型處理的變壓器簡化模型，劃分單元402通過ICEMCFDBlocking技術(shù)將變壓器簡化模型的繞組進行全六面體網(wǎng)格劃分處理，動網(wǎng)格處理單元403對變壓器簡化模型的高壓繞組瞬間短路處理，并對全六面體網(wǎng)格進行動網(wǎng)格技術(shù)處理，計算分析單元404對動網(wǎng)格技術(shù)處理后的全六面體網(wǎng)格進行對應(yīng)的預(yù)置結(jié)構(gòu)和流體的耦合計算，解決了由于目前的大型變壓器的模型比較復(fù)雜，材料的非線性特性難以獲得，求解的計算量比較大，而導(dǎo)致的大型變壓器三維電磁場求解效率低的技術(shù)問題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-OnlyMemory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3