一种考虑非线性各向异性的换流变压器阀侧三维电场仿真方法

摘要

本发明属于电力系统仿真领域，特别是关于换流变压器阀侧三维电场仿真的方法。该方法针对目前对换流变压器电场的研究大都集中在二维电场建模分析，少有三维建模分析，本发明以换流变压器主绝缘三维模型的构建为核心，提出一种考虑材料非线性和各向异性，针对换流变压器阀侧绕组直流电场的仿真的方法。首先，利用ANSYS有限元分析软件建立换流变压器绕组端部的三维模型，并对其进行网格划分；然后，利用ANSYS的二次开发APDL模块编写非线性各向异性直流电场计算程序；最后，设置边界条件、初始电阻率、加载试验电压，计算出三维电场。本发明提供了一种考虑非线性各向异性的换流变压器阀侧三维电场仿真方法，为提高换流变压器电场仿真精度提供了一种方法。

主权项

一种考虑非线性各向异性的换流变压器阀侧三维电场仿真方法，包括如下步骤：1)、在ANSYS有限元软件中，采用实体建模的方式建立换流变压器主绝缘三维几何模型，对换流变压器主绝缘三维几何模型中材料物理参数进行确定并对模型进行网格划分；2)、采用ANSYS软件的二次开发程序APDL进行编程，通过迭代的方法，利用前一次计算的结果修改材料电阻率进行下一次运算，直到结果收敛，以此计算电场强度对电阻率的影响；3)、采用按经验设置温度值的方法在绕组及静电环表面加温度激励，通过单独的温度场计算仿真出绕组端部温度，在迭代计算中依据温度计算结果，修改相应单元的计算参数，以计算温度场对电场的影响；4)、推导各向异性计算公式，在每次迭代中分别获取电场各方向分量，计算各方向电阻分量，并通过EMODIF指令修改纸板单元各向电阻率分量，作为下一次迭代运算的参数，以在仿真中同时考虑各向异性。