【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力转换设备绝缘风险评估，具体涉及一种仿真计算与实验相结合的电力转换设备的绝缘风险点预测方法。
技术介绍
1、随着新能源产业的快速发展，光伏和风力发电等可再生能源在全球范围内得到广泛应用。这些新能源系统中，电力转换设备如逆变器、整流器等，起着至关重要的作用。近年来，相关设备的绝缘问题日益凸显。实际运行中，绝缘故障不仅会导致设备的损坏和停机，还可能引发火灾等严重事故。例如，电力转换设备中的绝缘击穿现象，往往会导致局部放电，进而引发火灾，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，提高电力转换设备的绝缘可靠性，成为保证新能源系统安全运行的关键。
2、传统的绝缘检测方法主要包括局部放电检测、耐压测试和红外成像等。对于结构复杂的电力转换设备，传统检测方法难以准确定位绝缘薄弱点，影响了故障预防的有效性。电场仿真技术的发展，为绝缘风险的预测提供了新的手段。通过建立设备的三维模型并进行电场分析，可以在设计阶段预测可能的绝缘风险点。然而，单纯依靠仿真分析，可能因模型简化和求解精度问题，导致结果与实际情况存在偏差。因此，结合实际实验验证仿真结果，成为提高绝缘风险预测精度的重要途径。
3、申请号cn201410714659.3专利公开了一种绝缘杆耐压检测方法，能定量定性分析判断出绝缘杆的绝缘性能，该方法测试过程中可能对设备绝缘造成损伤，通常在故障已经形成后才有检测效果。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述缺陷，本申请的目的在于提供一种仿真计算与实验相结合的电力转
2、本专利技术是通过下述技术方案来实现的。
3、提供一种电力转换设备的绝缘风险点预测方法，包括：
4、根据电力转换设备的结构建立三维几何模型，确定电力转换设备结构的物性参数和电场分析的边界条件；
5、根据三维几何模型、物性参数和电场分析的边界条件，建立电力转换设备的有限元模型，计算电力转换设备全场域的电场强度分布；
6、根据全场域的电场强度分布绘制电力转换设备各个位置的电场分布云图，根据电场分布云图获取电力转换设备仿真绝缘风险点；
7、对电力转换设备分别进行直流侧和交流侧的综合放电定位实验，重点监测设备仿真绝缘风险点是否发生火花放电；
8、对比电场仿真实验的电力转换设备绝缘风险点与放电定位实验设备火花放电位置，确认电力转换设备的绝缘风险点。
9、作为优选，所述电力转换设备包括逆变器和整流器。
10、作为优选，所述物性参数包括电导率σ和介电常数εr；所述边界条件包括输入、输出端的电压和接地条件。
11、作为优选，计算电力转换设备全场域的电场强度分布，在三维电场求解器中，电场强度e等于电位梯度的负值。
12、作为优选，电场分布云图中电场的集中区域中电场强度最大的位置视为仿真实验的电力转换设备绝缘风险点。
13、作为优选，对电力转换设备分别进行直流侧和交流侧的综合放电定位实验，包括：
14、搭建实验电路，将交直流耐压电源、限流电阻、电压测量装置、待测电力转换设备连接到电路中，进行空载测试；
15、在直流侧放电定位测试中，将待测设备的直流输入端接至高压直流电源，设备的另一端接地；在交流侧放电定位测试中，将待测设备的交流输入端接至高压交流电源，并将设备的相对端接地。
16、作为优选，对电力转换设备分别进行直流侧和交流侧的综合放电定位实验，按照阶梯升压法升压，交直流耐压电源电压≥20kv，限流电阻值为1～10kω；从出厂耐压试验的电压值开始升压，每升高1kv待电压稳定等待1min，监测无放电后继续升压，直至出现放电点位；停止升压并关闭电源，确定发生火花放电的具体位置。
17、作为优选，对比电场仿真实验的设备绝缘风险点与放电定位实验设备火花放电位置，确认电力转换设备的绝缘风险点，如果仿真绝缘风险点与放电定位实验设备火花放电位置一致，则确认为电力转换设备的绝缘风险点，如果不一致，则调整电力转换设备结构的物性参数和电场分析的边界条件，重新获取电力转换设备仿真绝缘风险点。
18、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
19、1.通过全场域的电场强度分布结果快速识别电力转换设备的绝缘薄弱区域，从而预测可能存在的绝缘风险点。为预防性维护提供了依据，减少了设备运行中的意外故障风险，从而降低设备的运维成本，提高经济效益。基于全场域电场强度的分布数据，可以优化电力转换设备的结构设计和元件布局，从而降低电场集中效应，提升设备的绝缘性能和长期稳定性。
20、2.通过放电定位实验，监测并记录火花放电位置，可以准确地确定放电发生的具体部位，这对于故障诊断和预防电气设备中的潜在问题具有重要意义。采用阶梯升压法进行测试，可以在不同电压等级下验证设备的绝缘性能，确保其在实际工作条件下的安全性和可靠性。
21、3.本专利技术针对结构复杂庞大的电力转换设备，通过电场仿真与实际火花放电测试相结合的方法，可以有效预测并精确定位绝缘风险点，为设备的绝缘结构设计和优化提供参考依据，进而提升其运行可靠性。
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1.一种电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，所述电力转换设备包括逆变器和整流器。
3.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，所述物性参数包括电导率σ和介电常数ε；所述边界条件包括输入、输出端的电压和接地条件。
4.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，计算电力转换设备全场域的电场强度分布，包括：
5.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，电场分布云图中电场的集中区域中电场强度最大的位置视为仿真实验的电力转换设备绝缘风险点。
6.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，对电力转换设备分别进行直流侧和交流侧的综合放电定位实验，包括：
7.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，对电力转换设备分别进行直流侧和交流侧的综合放电定位实验，按照阶梯升压法升压，交直流耐压电源电压≥20kV，限流电阻值为
8.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，对比电场仿真实验的设备绝缘风险点与放电定位实验设备火花放电位置，确认电力转换设备的绝缘风险点，如果仿真绝缘风险点与放电定位实验设备火花放电位置一致，则确认为电力转换设备的绝缘风险点；如果不一致，则完善电力转换设备的有限元仿真分析模型，重新获取电力转换设备仿真绝缘风险点。
...【技术特征摘要】
1.一种电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，所述电力转换设备包括逆变器和整流器。
3.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，所述物性参数包括电导率σ和介电常数ε；所述边界条件包括输入、输出端的电压和接地条件。
4.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，计算电力转换设备全场域的电场强度分布，包括：
5.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，电场分布云图中电场的集中区域中电场强度最大的位置视为仿真实验的电力转换设备绝缘风险点。
6.根据权利要求1所述的电力转换设备的绝缘风险点预测方法，其特征在于，对电力转换设备分别进行直流侧和...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻玉林，姚茗瀚，陈思磊，李兴文，张宇，孙鹏，吴迎丰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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