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申请/专利权人：国网宁夏电力有限公司电力科学研究院;长沙理工大学;国网宁夏电力有限公司超高压公司;国网宁夏电力有限公司

摘要：本发明提供了一种平波电抗器的绝缘故障概率评估方法，属于平波电抗器的绝缘故障概率技术领域，该平波电抗器的绝缘故障概率评估方法包括：根据平波电抗器在高次谐波作用下的电位分布规律，找到平波电抗器匝间绝缘的薄弱位置；构建平波电抗器电磁场模型、温度场模型以及应力场模型；构建平波电抗器电磁场‑温度场‑应力场耦合模型，用于计算所述薄弱位置故障概率，并采用模拟实验确定耦合模型参数；搭建平波电抗器绝缘故障诊断实验，对所述电磁场‑温度场‑应力场耦合模型进行优化；利用优化后的电磁场‑温度场‑应力场耦合模型，计算平波电抗器所述薄弱位置的绝缘故障概率，并根据绝缘故障概率计算耐用度。

主权项：1.一种平波电抗器的绝缘故障概率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、根据平波电抗器在高次谐波作用下的电位分布规律，找到平波电抗器匝间绝缘的薄弱位置；具体包括：首先，搭建平波电抗器的分布参数模型，分布参数模型考虑电抗器中各层绕组的电阻、匝间电容、自感与互感；然后，根据基尔霍夫电流定律，建立电压和支路电流计算模型；采用矩阵运算求解模型，得到电抗器上各节点的电压值；最后，计算同一绕组内不同匝的电压差，判断匝间绝缘电压是否超过许用值，确定电抗器匝间绝缘的薄弱位置；S20、构建平波电抗器电磁场模型，用于计算电磁场影响下的所述薄弱位置的故障概率；具体是：首先，建立考虑高次谐波作用的电抗器三维仿真模型，设置电磁场边界条件，根据实测参数确定所述电抗器三维仿真模型中材料电参数；然后，对所述电抗器三维仿真模型进行网格划分与收敛性分析；计算电流分布，并根据电流密度分布推算发热量与热损耗；推导电抗器匝间绝缘薄弱位置的热损耗计算模型： 热源加载到后续建立的温度场模型中，用于边界条件设置；最后，提取S10步骤确定的匝间绝缘薄弱位置的电磁热损耗，并作为等效热源加载到后续建立的温度场模型中；S30、构建平波电抗器温度场模型，用于计算温度场影响下的所述薄弱位置的故障概率；具体是：首先，建立电抗器三维温度场模型，加载S20计算得到的匝间绝缘薄弱位置的热损耗；然后，选择网格与时间步长，并进行收敛性检验；基于能量守恒原理建立控制方程；最后，迭代求解不同工作条件下薄弱位置的温度场分布，并评估匝间绝缘材料的热老化故障概率；基于Arrhenius模型，计算温度场作用下匝间绝缘材料的热老化故障概率： 其中，A为预指数因子，为活化能，即为匝间绝缘材料在温度T条件下的热老化故障概率；S40、构建平波电抗器应力场模型，用于计算应力场影响下的所述薄弱位置的故障概率；具体是：首先，采用热结构多物理场耦合建立电抗器温度场-结构场模型，加载S30得到的温度场结果；基于热弹性理论，建立匝间绝缘薄弱位置结构位移与温度场的关系： 设置结构边界条件，材料热弹性参数以及接触条件；然后，进行网格划分与收敛性检验；基于热应力理论建立控制方程；最后，计算不同工况下匝间绝缘薄弱位置的热应力和位移场，并评估机械故障概率；S50、构建平波电抗器电磁场-温度场-应力场耦合模型，用于计算所述薄弱位置故障概率，并采用模拟实验确定耦合模型参数；具体是：首先，采用电磁热结构多物理场耦合建立电抗器模型，设置各场参量和耦合关系；然后，加载不同工况，进行网格划分与收敛性检验；基于能量守恒原理建立多物理场控制方程组；最后，迭代计算不同工况下匝间绝缘薄弱位置的各场分布，评估耦合模型下的所述薄弱位置故障概率，仿真计算与实验验证确定耦合模型参数；S60、搭建平波电抗器绝缘故障诊断实验，对所述电磁场-温度场-应力场耦合模型进行优化；S70、利用优化后的电磁场-温度场-应力场耦合模型，计算平波电抗器所述薄弱位置的绝缘故障概率，并根据绝缘故障概率计算耐用度。

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