1.带遮雨帽的电抗器的温升计算方法,其特征在于,包括以下步骤,步骤1:构建空心电抗器磁场-电路耦合仿真模型,获得电抗器各包封线圈周围磁场分布及损耗;
步骤2:分别建立未加遮雨帽的电抗器、加遮雨帽的电抗器的流场-温度场仿真模型;
步骤2.1:建立未加遮雨帽的电抗器的流场-温度场仿真模型,将步骤1计算得到的损耗作为激励条件施加在模型上;
步骤2.2:建立加遮雨帽的电抗器的流场-温度场仿真模型,将步骤1计算得到的损耗作为激励条件施加在模型上;
步骤3:根据遮雨帽的结构参数,选择影响电抗器温升的主要因素,并确定遮雨帽各结构参数的选取范围;
步骤4:将正交试验法与有限元法相结合,对遮雨帽的结构参数进行排列组合,根据步骤2的电抗器的流场-温度场仿真模型得到不同参数遮雨帽的电抗器的温度场仿真数据;
步骤5:利用步骤4的不同参数遮雨帽的电抗器的温度场仿真数据,对参数变量进行拟合,得到电抗器包封间流体流速变化率与遮雨帽结构参数间的拟合关系式;
步骤6:建立未加遮雨帽的电抗器的温升的解析计算式;
步骤7:结合步骤6的未加遮雨帽的电抗器的温升的解析计算式和步骤5的电抗器包封间流体流速变化率与遮雨帽结构参数间的拟合关系式,得到加遮雨帽的电抗器的温升的解析计算式。
2.根据权利要求1所述的带遮雨帽的电抗器的温升计算方法,其特征在于,步骤3中,所述影响电抗器温升的主要因素,包括遮雨帽的半径、遮雨帽的高度以及遮雨帽与电抗器顶端的距离。
3.根据权利要求1所述的带遮雨帽的电抗器的温升计算方法,其特征在于,步骤5中,所述电抗器包封间流体流速变化率与遮雨帽结构参数间的拟合关系式如下其中 为加遮雨帽后的包封间气道内流体流速的变化率,H0为遮雨帽的高度,R为遮雨帽的半径,H1为遮雨帽与电抗器顶端的距离;
根据 的定义, 为未加遮雨帽工况下电抗器包封间流体的平均流速, 为加遮雨帽后气道内流体的平均流速。
4.根据权利要求3所述的带遮雨帽的电抗器的温升计算方法,其特征在于,未加遮雨帽工况下,气道两侧包封壁面热流密度相等时,电抗器包封间气道的平均流速如下其中 为未加遮雨帽下的包封间气道内流体的平均流速,β为热膨胀系数,d为气道宽度,qw为包封壁面热流密度,μ为动力粘度,Cp为比热容,g为重力加速度;
未加遮雨帽下电抗器的温升ΔTm的计算表达式如下
式中ρ为流体密度,H为包封高度,Cp为流体比热容,λ为导热系数,Nu为努赛尔数;
加遮雨帽下电抗器的温升ΔTmax1的计算表达式如下
即为
式中kNu为加遮雨帽与未加遮雨帽工况下气道内流体的努赛尔数比值。