(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210644461.7 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号哈尔滨理工大 学 (72)发明人 夏云彦　任丛锐　徐永明　 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种变压器绕组温度分布预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种油浸式变压器绕组温度 分布的预测方法， 属于电力变压器领域。 本发明 针对现有油浸式变压器温度预测精度与计算方 法复杂程度难以平衡的问题。 本发 明包括对绕组 内流阻的线性假设反复修正绕组入口边界条件 的流量部分， 使各绕组内的压强快速达到平衡； 本发明从绕组入口边界条件出发， 得到与之对应 的散热器与油箱内的压强和温度， 并根据两侧压 强调整绕组边界条件中的流量， 根据散热器出口 与油箱入口处的温度调整绕组边界条件中的入 口温度， 使绕组边界条件最终达到真实情况， 进 而得到绕组温度分布。 本发明通过对不同的假设 值进行修正， 使绕组的边界条件 快速迫近真实情 况， 进而快速有效地得到变压器绕组温度分布情 况。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114896851 A 2022.08.12 CN 114896851 A 1.一种油浸式变压器绕组温度分布预测方法， 所述方法包括确定各绕组 的入口边界条 件并对各绕组流体 ‑温度场进行计算， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 分别按1:1绘制散热器和各电压等级绕组的3D模型并使用现有软件对模型进行网 格剖分， 为后续绕组和散热器的流体 ‑温度场计算做准备； S2、 确定S1中绘制的高压绕组的流体 ‑温度场计算的入口温度θrr与入口流量Qg的计算 初值； S3、 将高压绕组按入口温度为θrr与入口流量为Qg进行温度 ‑流体场计算， 并确定其它绕 组与该绕组压力平衡时的温度 ‑流体场情况； S4、 确定与绕组部分压力平衡时油箱内油流温度与高度的指数函数， 并根据油箱的散 热能力确定油箱内的油流 量； S5、 确定油箱入口至绕组入口和绕组出口至散热器入口两段油流的油流量、 温度以及 压强； S6、 将S5得到的散热器入口温度与流量作为散热器流体 ‑温度场分析的入口边界条件， 得到散热器的流体 ‑温度场， 进一 步得到散热器一侧的压强； S7、 判断油箱与散热器两侧的压强以及S6中场计算得到的散热器出口温度与S5确定的 油箱入口温度的误差是否均在1％以内， 如果压强与温度的误差均在1％以内， 则认为S3中 得到的各绕组温度场结果为实际的绕组温度分布情况， 当存在压强或温度的误差超过1％ 继续执行S8； S8、 通过S7中对比的压 强与温度确定高压绕组在下一轮循环过程中的入口温度 θrr与入 口流量Qg， 并回到S3继续计算。 2.根据权利要求1所述一种油浸式变压器绕组温度分布预测方法， 其特征在于， 步骤S1 中的绕组模型为简化模型， 简化方式为： 通过扩大相应绕组内导线的尺寸， 使之完全覆盖绕 组中的绝 缘部分， 并将绝 缘作为壁面。 3.根据权利要求1所述一种油浸式变压器绕组温度分布预测方法， 其特征在于， 步骤S3 包括： S31、 将入口温度 θrr与入口流 量Qg代入高压绕组， 对其进行温度 ‑流体场的计算； S32、 确定低压绕组入口流 量Qd(和中压绕组入口流 量Qz)的初值； S33、 根据低压绕组入口流 量Qd(和中压绕组入口流 量Qz)对绕组进行温度 ‑流体场计算； S34、 根据S33温度 ‑流体场计算结果， 按照绕组内油流阻力压强与流量为正比关系推测 绕组内各油流量的油流阻力压强； 根据绕组内损耗确定各油流量下绕组内油流的重力压 强； 继而得出在当前正比关系下与高压绕组压力平衡的低压绕组入口流量计算值Qdq(和中 压绕组入口流 量计算值Qzq)； S35、 判断低 压绕组入口流量Qd与低压绕组入口流量计算值Qdq(以及中压绕组入口流量 Qz与中压绕组入口流量计算值Qzq)的误差是否在1％以内， 如果误差在1％以内， 跳至S4 继续 计算； 如果 误差不在1％以内， 继续执 行S46； S36、 将Qdq(和Qzq)的值分别对应赋给Qd(和Qz)， 并将Qdq(和Qzq)中的值清空， 回到步骤 S33。 4.根据权利要求1所述一种油浸式变压器绕组温度分布预测方法， 其特征在于， 步骤S6 中提到的总压强为根据S5确定的油 箱入口温度和散热器入口温度计算出 的重力压强减去权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114896851 A 2S6中场分析 得到的阻力压强的压强值。 5.根据权利要求1所述一种油浸式变压器绕组温度分布预测方法， 其特征在于， 步骤S5 包括： 根据S3和S4的油流量确定流经散热器的油流量； 将变压器的铁心损耗均分配到油箱入 口至绕组入口和绕组出口至散热器入口两段油流中， 并利用变压器的单位面积热负荷确定 油流在上述两段过程中通过油箱表面的散热量； 进一步通过能量守恒确定上述两段油流高 度与温度之间的函数关系， 最终确定 两段油流的重力压强。 6.根据权利要求1所述一种油浸式变压器绕组温度分布预测方法， 其特征在于， 步骤S8 包括： S81、 通过油箱入口温度与散热器出口温度的差值确定下一轮循环中绕组入口的温度， 将本轮循环中的入口温度加上散热器出口温度减去油箱入口温度的值赋给下一轮循环中 的绕组入口温度； S82、 通过散热器侧与油箱侧的重力压强差值与流经散热器和绕组部分的流体回路阻 力压强的比值确定下一轮循环高压绕组的流量， 将本轮循环散热器与油箱两侧的重力压强 差与阻力压强的比值乘以高压绕组入口流 量的值赋 给下一轮循环中的高压绕组入口流 量。 7.根据权利要求1中S2和权利要求3中S32所述的各绕组的入口流量和入口温度初值， 技术人员可以在合理范围内根据经验对各绕组的入口温度 做出任意相同的合理假设， 对各 绕组流量进行任意相同或不同的合理假设， 并将其作为计算初值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114896851 A 3