(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 202211137529.9 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 云南电网有限责任公司电力科 学研 究院 地址 650000 云南省昆明市经济技 术开发 区云大西路10 5号 (72)发明人 彭庆军　施勇　邹德旭　王山　 邹阅培　王浩州　王欣　周仿荣　 李国友　 (74)专利代理 机构 深圳中细软知识产权代理有 限公司 4 4528 专利代理师 袁文英 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 113/16(2020.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 变压器套管的多物理场耦合计算方法、 装 置、 设备及 介质 (57)摘要 本发明提供一种变压器套管的多物理场耦 合计算方法、 装置、 设备及介质， 方法包括： 获取 待测套管的相关数据； 构建待测套管的整体仿真 模型； 将整体仿真模型划分为多个仿真子模型， 并对多个流体 分别进行网格划分及界面设置； 对 每一仿真子模型分别进行边界条件设置和求解 设置； 对待测套管进行多物理场仿真模拟， 并获 取待测套管的多种损耗信息； 基于损耗信息以及 多个流体对整体仿真模型进行热流耦合计算， 获 取得到待测套管的三维温度场分布数据。 本发明 通过对套管模 型进行多物理场仿真， 分别计算套 管各个主要组件的损耗信息， 并综合考虑多种损 耗信息以对套管进行热流耦合计算， 从而能够准 确且全面地仿真计算得到套管温度场分布情况。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 115455778 A 2022.12.09 CN 115455778 A 1.一种变压器套管的多物理场耦合计算方法， 其特 征在于， 包括： 获取待测套管的结构参数、 材 料数据和工况信息； 基于所述结构参数和所述材 料数据构建所述待测套管的整体仿真模型； 根据所述材料数据的材料属性信 息将所述整体仿真模型划分为多个仿真子模型， 并对 预设的多个流体分别进行网格划分及界面设置； 根据所述工况信息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置和求 解设置； 基于多个所述仿真子模型对所述待测套管进行多物理场仿真模拟， 并基于所述多物 理 场仿真模拟的仿真结果获取所述待测套管 的损耗信息； 其中， 所述损耗信息包括电容芯子 介质损耗、 法兰涡流损耗和载流 导体电阻损耗； 基于所述损耗信 息以及所述多个流体对所述整体仿真模型进行热流耦合计算， 获取得 到所述待测套管的三维温度场分布数据。 2.根据权利要求1所述的变压器套管的多物 理场耦合计算方法， 其特征在于， 所述工况 信息包括初始温度值和含水量信息； 所述仿真子模型包括电容芯子组件子模型； 所述根据 所述工况信 息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置和求解设置， 包 括： 根据所述初始温度值和所述含水量信息确定绝 缘介质的介电参数和热物性 参数； 基于所述绝缘介质的介电参数和热物性参数对所述电容芯子组件子模型进行边界条 件设置和求 解设置。 3.根据权利要求1所述的变压器套管的多物 理场耦合计算方法， 其特征在于， 所述仿真 子模型包括电容芯子组件子模型、 法兰组件子模型和载流 导体组件子模型； 所述基于多个所述仿真子模型对所述待测套管进行多物 理场仿真模拟， 并基于所述多 物理场仿真模拟的仿真结果获取 所述待测套管的损耗信息， 包括： 基于所述电容芯子组件子模型对所述待测套管进行电场仿真模拟， 并基于所述电场仿 真模拟的仿真结果获取 所述待测套管的电容芯子介质损耗； 基于所述法兰组件子模型对所述待测套管进行涡流场仿真模拟， 并基于所述涡流场仿 真模拟的仿真结果获取 所述待测套管的法兰涡流损耗； 基于所述载流导体组件子模型对所述待测套管进行电热仿真模拟， 并基于所述电热仿 真模拟的仿真结果获取 所述待测套管的载流 导体电阻损耗。 4.根据权利要求3所述的变压器套管的多物 理场耦合计算方法， 其特征在于， 所述基于 所述电容芯子组件子模型对所述待测套管进 行电场仿真模拟， 并基于所述电场仿真模拟的 仿真结果获取 所述待测套管的电容芯子介质损耗， 包括： 基于依次施加的多次谐波电压成分， 分别获取所述电容芯子组件子模型在每一次所述 谐波电压成分作用下的单一介质损耗； 将所有的所述单一介质损耗进行叠加计算得到所述待测套管的电容芯子介质损耗。 5.根据权利要求3所述的变压器套管的多物 理场耦合计算方法， 其特征在于， 所述基于 所述损耗信息以及所述多个流体对所述整体仿 真模型进行热流耦合计算， 获取得到所述待 测套管的三维温度场分布数据， 包括： 根据所述涡流场的模型和网格设置信 息， 计算所述法兰组件子模型中各部件的热生成 率；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455778 A 2根据所述热生成率确定所述法兰涡流损耗加载至所述热流耦合计算中的热源激励。 6.根据权利要求1所述的变压器套管的多物 理场耦合计算方法， 其特征在于， 所述仿真 子模型包括法兰组件子模型； 所述根据 所述工况信 息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置和求解设置， 包 括： 根据所述材料数据确定所述法兰组件子模型不存在导磁材料， 基于所述工况信 息将所 述法兰组件子模型中除导体区域以外的其余结构的磁导率设置为预设基准值， 并将所述法 兰组件子模型的外包空气域 边界设置为平行磁通 量条件。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的变压器套管的多物 理场耦合计算方法， 其特征在于， 在所述获取待测套管 的结构参数、 材料数据和工况信息之后， 在所述基于所述结构参数和 所述材料数据构建所述待测套管的整体仿真模型之前， 还 包括： 根据所述材 料数据获取 所述待测套管的电容芯子的材 料组成信息； 基于所述材料组成信 息确定铝箔相对于环氧浸纸的比例小于预设比例阈值， 将与 所述 电容芯子对应的材 料数据更新 为不含铝箔的材 料数据。 8.一种变压器套管的多物理场耦合计算装置， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于获取待测套管的结构参数、 材 料数据和工况信息； 模型构建模块， 用于基于所述结构参数和所述材料数据构建所述待测套管的整体仿真 模型； 模型划分模块， 用于根据所述材料数据的材料属性信 息将所述整体仿真模型划分为多 个仿真子模型， 并对预设的多个流体分别进行网格划分及界面设置； 参数设置模块， 用于根据所述工况信 息对每一所述仿真子模型分别进行边界条件设置 和求解设置； 仿真模拟模块， 用于基于多个所述仿真子模型对所述待测套管进行多物理场仿真模 拟， 并基于所述多物理场仿 真模拟的仿 真结果获取所述待测套 管的损耗信息； 其中， 所述损 耗信息包括电容芯子介质损耗、 法兰涡流损耗和载流 导体电阻损耗； 耦合计算模块， 用于基于所述损耗信 息以及所述多个流体对所述整体仿真模型进行热 流耦合计算， 获取 得到所述待测套管的三维温度场分布数据。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述变压器 套管的多物理场耦合计算方法。 10.一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该计算机 程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述变压器套管 的多物理场耦合计算方 法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455778 A 3