本發(fā)明涉及設(shè)備檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及變壓器套管絕緣性指標測試的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

變壓器套管是變壓器箱外的主要絕緣系統(tǒng)，變壓器繞組的引出線必須穿過絕緣套管，使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣，同時起固定引出線的作用。因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。

變壓器套管是變壓器載流元件之一，在變壓器運行中，長期通過負載電流，當變壓器外部發(fā)生短路時通過短路電流。因此，對變壓器套管有以下要求：

(1)須具有規(guī)定的絕緣性能；

(2)須具有良好的熱穩(wěn)定性，并能承受短路時的瞬間過熱。

然而在對實際工程中套管出現(xiàn)的故障問題分析時，通常會出現(xiàn)對套管分析重復建模的情況，且需要熟練軟件計算的工程師來完成，導致變壓器套管的分析難度大、工作效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明提供變壓器套管絕緣性指標測試的方法及系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有變壓器套管分析難度大、效率低的問題。

本發(fā)明一方面提供變壓器套管絕緣性指標測試的方法，包括：

通過預設(shè)的計算界面獲取待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息；

根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息更新預設(shè)的宏命令文件，所述宏命令文件中預先定義了用于計算變壓器套管的預設(shè)絕緣性指標的套管分析模型；

檢測所述計算界面中的預設(shè)計算按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令啟動預設(shè)的計算主程序，所述計算主程序啟動后調(diào)用所述宏命令文件，以對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果。

一種變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)，包括：

參數(shù)獲取單元，用于通過預設(shè)的計算界面獲取待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息；

模型更新單元，用于根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息更新預設(shè)的宏命令文件，所述宏命令文件中預先定義了用于計算變壓器套管的預設(shè)絕緣性指標的套管分析模型；

求解單元，用于檢測所述計算界面中的預設(shè)計算按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令啟動預設(shè)的計算主程序，所述計算主程序啟動后調(diào)用所述宏命令文件，以對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果。

一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一所述方法的步驟。

一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)上述任一所述方法的步驟。

上述技術(shù)方案，通過預設(shè)的計算界面獲取待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息；根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息更新預設(shè)的宏命令文件；根據(jù)觸發(fā)指令啟動預設(shè)的計算主程序，所述計算主程序啟動后調(diào)用所述宏命令文件，以對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果。用戶只需輸入不同變壓器套管的參數(shù)信息和測試環(huán)境信息，便能自動對套管的三維模型調(diào)整，并自動運行求解，極大地降低了不同變壓器套管的三維模型建模工作量，提高了變壓器套管絕緣性能的分析效率和準確度。

附圖說明

圖1為一實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的方法的示意性流程圖；

圖2為一實施例的系統(tǒng)輸出界面的示意圖；

圖3為一實施例的計算界面的示意圖；

圖4為一實施例的結(jié)果展示界面的示意圖；

圖5為一實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明中的步驟雖然用標號進行了排列，但并不用于限定步驟的先后次序，除非明確說明了步驟的次序或者某步驟的執(zhí)行需要其他步驟作為基礎(chǔ)，否則步驟的相對次序是可以調(diào)整的。

圖1為一實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的方法的示意性流程圖；如圖1所示，本實施例中的變壓器套管絕緣性指標測試的方法包括步驟：

s11，通過預設(shè)的計算界面獲取待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息。

因電壓等級不同，變壓器套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。純瓷套管多用于10kv及以下變壓器，它是在瓷套管中穿一根導電銅桿，瓷套內(nèi)為空氣絕緣。充油套管多用在35kv級變壓器，它是在瓷套管充油，在瓷套管內(nèi)穿一根導電銅桿，銅桿外包絕緣紙。電容式套管由主絕緣電容芯子，外絕緣上下瓷件，連接套筒，油枕，彈簧裝配，底座，均壓球，測量端子，接線端子，橡皮墊圈，絕緣油等組成。

可選地，為了準確評估變壓器套管絕緣性，獲取的套管參數(shù)包括套管的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣信息。

s12，根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息更新預設(shè)的宏命令文件，所述宏命令文件中預先定義了用于計算變壓器套管的預設(shè)絕緣性指標的套管分析模型。

計算機科學里的宏是一種批量批處理的稱謂。一般說來，宏是一種規(guī)則或模式，或稱語法替換。解釋器或編譯器在遇到宏時會自動進行這一模式替換。宏機制的原理在于首先記錄下用戶想要宏完成什么，然后打開宏文件并理解宏文件命令結(jié)構(gòu)如何工作，也可以修改命令以調(diào)整宏。

所述根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息更新預設(shè)的宏命令文件，具體可為：根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息調(diào)整所述套管分析模型。

s13，檢測所述計算界面中的預設(shè)計算按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令啟動預設(shè)的計算主程序，所述計算主程序啟動后調(diào)用所述宏命令文件，并對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果。

通過上述實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的方法，用戶只需輸入不同變壓器套管的參數(shù)信息和測試環(huán)境信息，便能自動對套管的三維模型調(diào)整，并自動運行求解，極大地降低了不同變壓器套管的三維模型建模工作量，提高了變壓器套管絕緣性能的分析效率和準確度。

在一可選實施例中，通過預設(shè)的計算界面獲取待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息的實現(xiàn)方式可包括：首先進入預設(shè)的計算界面，所述計算界面中設(shè)置有用于參數(shù)輸入的可操作項目；通過所述可操作項目獲取實時輸入的待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息。

優(yōu)選地，所述可操作項目包括文本輸入框、下拉選框或者操作按鈕等。

優(yōu)選地，由于變壓器套管的類型不同，影響其絕緣性能的參數(shù)也可能不同，因此可根據(jù)變壓器套管的類型，分別設(shè)置不同的計算界面，將不同的計算界面信息存儲在特定的工作目錄下。用戶可通過一一預設(shè)初始界面進入與待評估變壓器套管類型對應的計算界面。例如，所述初始界面的示意圖參考圖2所示，用戶通過輸入/選擇求解器類型和/或工作目錄，便能進入到相應的計算界面。圖3所示為一電容式套管的計算界面。

在一可選實施例中，所述變壓器套管的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：瓷套結(jié)構(gòu)參數(shù)、電容芯子結(jié)構(gòu)參數(shù)；瓷套結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有：引線半徑、瓷件半徑、導桿半徑、絕緣油半徑、油枕半徑等；瓷件高度、油中ct高度、油枕高度、絕緣傘數(shù)和絕緣傘間距等；所述電容芯子結(jié)構(gòu)參數(shù)例如電極屏高度、位置、屏數(shù)和受潮層數(shù)等。所述變壓器套管的電氣參數(shù)包括：變壓器套管相關(guān)的材料參數(shù)，例如絕緣介質(zhì)節(jié)點常數(shù)。通過計算界面的文本輸入框或者操作按鈕輸入/導入相關(guān)的參數(shù)信息。

在一可選實施例中，對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果，包括：對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管整體模型的最大電場強度、電容芯子的最大電場強度、電容芯子各屏電壓以及電容芯子軸向路徑電場強度?？梢岳斫獾模鶕?jù)實際的套管絕緣性評估需求，也可以是其他的評估指標。

在一可選實施例中，在得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果之后，還包括步驟：對所述絕線性指標結(jié)果進行輸出展示。可選地，在對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果之后，自動進入預設(shè)的結(jié)果展示界面，所述結(jié)果展示界面用于展示絕線性指標結(jié)果。

可選地，對所述絕線性指標結(jié)果進行輸出展示，包括：檢測結(jié)果展示界面中的展示效果按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令調(diào)用預設(shè)的曲線展示模型或者云圖展示模型，根據(jù)所述曲線展示模型或者云圖展示模型將所述絕線性指標結(jié)果以曲線或者云圖形式輸出展示。

可選地，對計算得到的場強和電壓結(jié)果，用戶可過圖4所示的輸出展示界面對計算結(jié)果進行輸出展示。例如，用戶點擊“電容芯子各屏電壓曲線圖”按鈕，則根據(jù)電容芯子各屏電壓生成對應的電壓曲線，并在按鈕下方的顯示區(qū)域內(nèi)繪制所述電壓曲線進行展示。同樣的，若用戶還點擊了“2d電壓云圖”按鈕，則根據(jù)電容芯子各屏電壓生成對應的2d電壓云圖，并在“2d電壓云圖”按鈕下方的顯示區(qū)域內(nèi)繪制所述2d電壓云圖進行展示。

在一可選實施例中，用于計算預設(shè)的變壓器套管絕緣性指標測試指標的計算主程序為ansys計算軟件。ansys軟件是美國ansys公司研制的大型通用有限元分析(fea)軟件，它能與多數(shù)計算機輔助設(shè)計軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。本實施例中，通過ansys軟件與初始界面設(shè)計、計算界面設(shè)計以及結(jié)果展示界面設(shè)計等軟件接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。

為了更好的理解本發(fā)明上述實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的方法，下面對變壓器套管絕緣性指標測試的方法實施方法的系統(tǒng)搭建過程進行示例性說明，包括以下過程：

(1)初始界面設(shè)計

初始界面如圖2所示，其設(shè)計內(nèi)容主要包括求解器的指定、工作路徑的設(shè)置和進入計算界面。初始界面的設(shè)計內(nèi)容包括：通過文本框和按鈕配合，實現(xiàn)求解器路徑設(shè)置；通過文本框和按鈕配合，實現(xiàn)工作目錄設(shè)置；點擊“變壓器套管電場計算”標簽，進入計算界面。

(2)計算界面設(shè)計

計算界面見圖2。計算界面的設(shè)計內(nèi)容包括四類：

通過文本框，實現(xiàn)表格數(shù)據(jù)輸入。表格參數(shù)主要包括瓷套結(jié)構(gòu)參數(shù)、電容芯子屏數(shù)和受潮層數(shù)、絕緣介質(zhì)節(jié)點常數(shù)和加載電壓等。其中瓷套結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有：引線半徑、瓷件半徑、導桿半徑、絕緣油半徑、油枕半徑等；瓷件高度、油中ct高度、油枕高度、絕緣傘數(shù)和絕緣傘間距等；

通過按鈕和文本框，實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的導入。主要導入電極屏高度、位置和下臺階等三個txt文件；

通過按鈕，實現(xiàn)電壓荷載的施加，作為待評估變壓器套管當前的測試環(huán)境信息。

通過按鈕，實現(xiàn)ansys計算軟件的調(diào)用；例如點擊圖3中的“計算”按鈕進行有限元計算。

(3)結(jié)果展示界面設(shè)計

結(jié)果展示界面見圖4所示。結(jié)果展示界面的設(shè)計內(nèi)容主要包括主要物理量(如電場、電壓)的曲線和云圖展示，包括：

通過有限元計算提取整體模型的最大電場強度和電容芯子的最大電場強度，分別在結(jié)果展示界面上以數(shù)值的形式展示出來；通過文本框展示電容芯子各屏電壓曲線圖；通過文本框展示電容芯子軸向路徑電場強度曲線圖；通過文本框展示2d電壓云圖；通過文本框展示3d電壓云圖；通過文本框展示2d電場強度云圖；通過文本框展示3d電場強度云圖。

(4)繪制圖紙

利用ppt等軟件繪制以上各個界面布局的設(shè)計圖紙，作為后續(xù)界面設(shè)計的參照。

(5)界面設(shè)計

依據(jù)設(shè)計圖紙，利用visualstudio中designer工具進行上述各界面的設(shè)計。

(6)編制ansys的有限元apdl計算程序和宏命令文件

根據(jù)變壓器套管和電容芯子結(jié)構(gòu)編制有限元apdl計算主程序，包括電氣和結(jié)構(gòu)參數(shù)定義、模型建立、網(wǎng)格剖分、計算和后處理等。其中電氣和結(jié)構(gòu)參數(shù)的定義寫成宏命令文件，通過apdl計算主程序調(diào)用運行。

(7)進行數(shù)據(jù)傳遞

從計算界面輸入待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息，根據(jù)接收到的參數(shù)信息在系統(tǒng)底層實現(xiàn)宏命令文件的修改，形成上層界面到底層文件的數(shù)據(jù)傳遞流程。

(8)結(jié)果數(shù)據(jù)的曲線和圖片展示

通過以上有限元apdl主程序文件的運行并調(diào)用宏命令文件開展有限元計算，便于將計算結(jié)果通過曲線或圖片的形式在結(jié)果展示界面進行展示，展示方式包括電壓分布曲線、電場強度分布曲線、電壓2d云圖和3d云圖等。

上述變壓器套管絕緣性指標測試的方法的優(yōu)點包括：1)可操作性強，用戶只需要對變壓器的電氣和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行配置便可完成模型建立和計算；2)效率高，不需要對各個變壓器套管分別進行重新建模，減少了建模工作量和不必要的錯誤出現(xiàn)；3)易于修改與編輯：當測試環(huán)境、變壓器套管的外觀結(jié)構(gòu)參數(shù)和電容芯子的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化時，只需在相關(guān)界面修改相關(guān)參數(shù)便可自動生成新的套管分析模型并開展相關(guān)計算。

由此，實現(xiàn)了將變壓器套管模型參數(shù)化，絕緣性指標計算分析僅依賴于用戶基于界面所輸入的描述套管幾何結(jié)構(gòu)的參數(shù)和相關(guān)電氣參數(shù)。輸入不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣參數(shù)，套管分析模型自動調(diào)整，并自動運行求解，極大地降低了變壓器套管絕緣性指標測試的工作量，提高了套管絕緣性能的分析效率和準確度。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡便描述，將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其它順序或者同時進行。

基于與上述實施例中的變壓器套管絕緣性指標測試的方法相同的思想，本發(fā)明還提供變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于執(zhí)行上述變壓器套管絕緣性指標測試的方法。為了便于說明，變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖中，僅僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖示結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對系統(tǒng)的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。

圖5為本發(fā)明一實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖，如圖5所示，本實施例的變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)包括：

參數(shù)獲取單元510，用于通過預設(shè)的計算界面獲取待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息；

模型更新單元520，用于根據(jù)所述參數(shù)信息和測試環(huán)境信息更新預設(shè)的宏命令文件，所述宏命令文件中預先定義了用于計算變壓器套管的預設(shè)絕緣性指標的套管分析模型；以及，

求解單元530，用于檢測所述計算界面中的預設(shè)計算按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令啟動預設(shè)的計算主程序，所述計算主程序啟動后調(diào)用所述宏命令文件，并對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管的絕線性指標結(jié)果。

在一可選實施例中，所述參數(shù)獲取單元510，具體用于進入預設(shè)的計算界面，所述計算界面中設(shè)置有用于參數(shù)輸入的可操作項目；通過所述可操作項目獲取實時輸入的待評估變壓器套管的參數(shù)信息以及測試環(huán)境信息。

在一可選實施例中，所述求解單元530，具體用于對宏命令文件中定義的套管分析模型求解，得到待評估變壓器套管整體模型的最大電場強度、電容芯子的最大電場強度、電容芯子各屏電壓以及電容芯子軸向路徑電場強度。

在一可選實施例中，所述的變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)還包括，結(jié)果展示單元，用于對所述絕線性指標結(jié)果進行輸出展示?？蛇x地，所述求解單元530，還用于在檢測所述計算界面中的預設(shè)計算按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令啟動預設(shè)的計算主程序之后，進入預設(shè)的結(jié)果展示界面，所述結(jié)果展示界面用于展示絕線性指標結(jié)果；

可選地，所述結(jié)果展示單元，用于檢測結(jié)果展示界面中的展示效果按鈕的觸發(fā)指令，根據(jù)所述觸發(fā)指令調(diào)用預設(shè)的曲線展示模型或者云圖展示模型，根據(jù)所述曲線展示模型或者云圖展示模型將所述絕線性指標結(jié)果以曲線或者云圖形式輸出展示。

需要說明的是，上述示例的變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)的實施方式中，各單元之間的信息交互、執(zhí)行過程等內(nèi)容，由于與本發(fā)明前述方法實施例基于同一構(gòu)思，其帶來的技術(shù)效果與本發(fā)明前述方法實施例相同，具體內(nèi)容可參見本發(fā)明方法實施例中的敘述，此處不再贅述。

此外，上述示例的變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)的實施方式中，各程序單元的邏輯劃分僅是舉例說明，實際應用中可以根據(jù)需要，例如出于相應硬件的配置要求或者軟件的實現(xiàn)的便利考慮，將上述功能分配由不同的程序單元完成，即將所述變壓器套管絕緣性指標測試的系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的程序單元，以完成以上描述的全部或者部分功能。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用。所述程序在執(zhí)行時，可執(zhí)行如上述各方法的實施例的全部或部分步驟。此外，所述存儲介質(zhì)還可設(shè)置與一種計算機設(shè)備中，所述計算機設(shè)備中還包括處理器，所述處理器執(zhí)行所述存儲介質(zhì)中的程序時，能夠?qū)崿F(xiàn)上述各方法的實施例的全部或部分步驟。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實施例的相關(guān)描述。可以理解，其中所使用的術(shù)語“第一”、“第二”等在本文中用于區(qū)分對象，但這些對象不受這些術(shù)語限制。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，不能理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。