(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 202210550452.1 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 中国南方电网有限责任公司超高压 输电公司广州局 地址 510700 广东省广州市黄埔区科 学大 道223号2号楼 (72)发明人 李建勋　石延辉　谢超　余思远　 杨荆林　杨洋　廖毅　叶建铸　 蓝余平　梁秉岗　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 专利代理师 王程 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/10(2020.01)H02M 5/10(2006.01) H02J 3/36(2006.01) (54)发明名称 换流变压器 建模方法、 装置、 设备、 存储介质 和程序产品 (57)摘要 本申请涉及一种换流变压器建模方法、 装 置、 计算机设备、 存储介质和计算机程序产品。 所 述方法包括： 首先根据用户输入的毛刺参数， 在 预先建立的换流变压器的初始变压器模型的目 标部件上生成仿真毛刺缺陷， 由此可以得到目标 变压器模型， 然后根据预先建立的特高压直流输 电系统的系统模型获取换流变压器的绕组的仿 真电流波形， 根据该仿真电流波形， 能够确定换 流变压器的温度场分布， 接着根据目标变压器模 型的几何尺 寸确定换流变压器的电场分布， 最后 根据温度场分布、 电场分布和目标变压器模型， 生成了换流变压器的温度场 ‑电场分布仿真模 型。 采用本方法能够模拟换流变压器的温度场分 布、 电场分布以及毛刺缺陷， 得到的仿真研究更 加贴近实际。 权利要求书3页 说明书13页 附图9页 CN 114970259 A 2022.08.30 CN 114970259 A 1.一种换流变压器建模方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 基于用户输入的毛刺参数， 在预先建立的换流变压器的初始变压器模型的目标部件上 生成仿真毛刺缺陷， 得到目标变压器模 型， 所述目标部件包括油箱壁和纸板中的至少一个， 所述初始变压器模型的几何尺寸与所述换流变压器的几何尺寸 一致； 基于预先建立的特高压直流输电系统的系统模型获取所述换流变压器的绕组的仿真 电流波形， 所述特高压直 流输电系统包括所述换流变压器； 根据所述仿真电流波形确定所述换流变压器的温度场分布； 基于所述目标变压器模型的几何尺寸确定所述换流变压器的电场分布； 根据所述温度场分布、 所述电场分布和所述目标变压器模型， 生成所述换流变压器的 温度场‑电场分布仿真模型。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于预先建立的特高压直流输电系统 的系统模型获取 所述换流变压器的绕组的仿真电流波形， 包括： 基于所述特高压直流输电系统 的仿真运行参数， 获取预先在所述系统模型中确定的测 量点的位置处的仿真电流， 所述测量 点位于换流变压器和换流阀之间； 根据所述仿真电流， 确定所述仿真电流波形。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述仿真电流波形确定所述换流 变压器的温度场分布， 包括： 根据所述仿真电流波形进行多次迭代运算， 直至运算得到的损耗满足收敛条件为止， 将最后一次迭代运 算对应的温度场分布作为所述换流变压器的温度场分布； 其中， 第i次迭代运 算包括： 根据所述仿真电流波形以及所述第 i次迭代运算对应的温度场分布， 计算所述第 i次迭 代运算对应的损耗。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述仿真电流波形以及所述第i 次迭代运 算对应的温度场分布， 计算所述第i次迭代运 算对应的损耗， 包括： 根据所述仿真电流波形， 获取所述换流变压器的叠片铁芯在不同温度 下的磁化曲线和 损耗特性曲线； 根据不同温度下的所述磁化曲线和所述损耗特性曲线， 以及所述第i次迭代运算对应 的温度场分布， 计算所述第i次迭代运 算对应的损耗。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述仿真电流波形， 获取所述换 流变压器的叠片铁芯在不同温度下的磁化曲线和损耗特性曲线， 包括： 根据所述仿真电流波形， 获取 所述换流变压器的绕组电流的谐波分量和谐波类型； 在不同温度下对所述叠片铁芯进行测量， 得到不同温度 下所述叠片铁芯的励磁电流和 铁芯损耗功率； 根据所述谐波分量、 所述谐波类型以及不同温度下所述叠片铁芯的励磁电流， 得到不 同温度下 所述叠片铁芯的磁化曲线； 根据所述谐波分量、 所述谐波类型以及不同温度下所述叠片铁芯的铁芯损耗功率， 得 到不同温度下 所述叠片铁芯的损耗特性曲线。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述仿真电流波形， 获取所述换 流变压器的绕组电流的谐波分量和谐波类型， 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970259 A 2对所述仿真电流波形进行傅里叶变换处 理， 得到仿真频谱图； 对所述仿真频谱图进行 频谱分析处 理， 得到所述谐波分量和谐波类型。 7.根据权利要求4至6任一所述的方法， 其特征在于， 所述根据不同温度下的所述磁化 曲线和所述损耗特性 曲线， 以及所述第i次迭代运算对应的温度场分布， 计算所述第i次迭 代运算对应的损耗， 包括： 将所述目标变压器模型进行离 散处理， 得到三角形有限元网格； 根据所述第i次迭代运算对应的温度场分布， 得到所述三角形有限元网格中各三角形 单元对应的温度； 根据各所述三角形单元对应的温度以及不同温度 下的所述磁化曲线， 得到各所述三角 形单元对应的磁化曲线； 根据各所述三角形单元对应的磁化曲线， 得到所述 三角形有限元网格的磁场分布； 对所述三角形有限元网格进行离散处理， 得到四边形有限元网格， 并根据各所述三角 形单元对应的温度确定所述四边形有限元网格中各四边形 单元对应的温度； 根据各所述 四边形单元对应的温度以及不同温度 下的所述损耗特性曲线， 得到各所述 四边形单元对应的损耗特性曲线； 根据各所述 四边形单元对应的损耗特性曲线以及所述磁场分布， 计算各所述 四边形单 元的损耗。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 若i＝1， 则将预设的温度场分布作为所述第i次迭代运 算对应的温度场分布； 若i＞1， 则获取第i ‑1次迭代运算对应的温度场分布以及所述第i次迭代运算对应的中 间温度场分布， 所述中间温度场分布是基于所述换流变压器油纸的材料物理特性参数计算 得到的； 将所述中间温度场分布插值至所述第i ‑1次迭代运算对应的温度场分布中， 得到所述 第i次迭代运 算对应的温度场分布。 9.根据权利8所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 获取不同温度下 所述换流变压器中油纸的材 料物理特性 参数； 获取所述第 i次迭代运算对应的绝缘油参数， 包括运动粘度、 导热系数以及 常压热容中 的至少一种； 根据所述材 料物理特性 参数， 计算得到所述第i次迭代运 算对应的中间温度场分布。 10.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述目标变压器模型的几何尺 寸确定所述换流变压器的电场分布， 包括： 将所述目标变压器模型进行离 散处理， 得到三角形有限元网格； 根据电磁场数 学模型利用线性插值 求解电势函数； 根据所述电势函数求解各所述三角形有限元网格的电场强度， 确定所述换流变压器的 电场分布。 11.一种换流变压器建模 装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 第一生成模块， 用于基于用户输入的毛刺参数， 在预先建立的换流变压器的初始变压 器模型的目标部件上生成仿真毛刺缺陷， 得到目标变压器模型， 所述 目标部件包括油 箱壁 和纸板中的至少一个， 所述初始变压器模型的几何尺寸与所述换流变压器的几何尺寸一权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970259 A 3