[发明专利]一种变压器绕组温度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度测量方法，特别涉及一种适用于变压器绕组的数字式温度测量方法。

背景技术

变压器绕组的热特性决定了电力变压器的负载能力及其绝缘可用寿命，这使得变压器绕组温度成为影响电力变压器正常工作的决定性因素。因此及时掌握变压器的绕组温度，对确保变压器的安全、经济运行具有重要意义。目前测量变压器绕组温度的方法主要是采用机械式的变压器绕组温度测量方法，通过热模拟原理近似地测量出变压器绕组温度，但是受到传统机械的结构限制，该机械式温度测量方法不仅测量精度低，需要经常校准，无法精确反映绕组温度；而且自动化程度低，不便于操作，使用寿命短，影响工作效率。

发明内容

本发明主要解决现有变压器绕组温度测量方法受机械结构限制无法精确测量绕组温度，自动化程度低，不便于操作等技术问题，提供一种具有调校方便、测量精度高、重复性好、不需要经常校准、自动化程度高、使用寿命长的变压器绕组温度测量方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种变压器绕组温度测量方法，其特征在于是通过微处理器进行热模拟以完成变压器绕组温度的测量，所述方法包括以下步骤：

(一)利用油温传感器测量变压器顶层油温T₀；

(二)利用测量变流器的输出电流I_t间接得到变压器的输出电流；

(三)根据温升与电流对应表，利用电流I_t，通过关系计算模块，确定变压器输出不同电流时的平均温升ΔT；

(四)利用用户设定的响应时间常数τ和采样周期Ts，得到与热模拟响应时间有关的影响附加温升特性的参数a；

(五)通过数学建模，利用热模拟计算模块完成热模拟，计算得出当前的温度偏移量Y(n)；

(六)通过加法运算，将变压器油层温度T0与温度偏移量Y(n)相加，得到当前的变压器绕组温度。

所述的关系计算模块，进一步包括以下方法：根据温升与电流对应表，通过最小二乘法，拟合出附加温升ΔT和变流器输出电流I_t的计算公式：ΔT＝a₀+a₁×I_t+a₂×I_t²，

其中：a₀＝-0.592166414611468，a₁＝1.92532306426727E-03，a₂＝1.72397453373464E-05，根据该公式计算得到平均温升ΔT。

所述对影响附加温升的参数a的计算，进一步包括以下方法：应用一阶系统函数计算参数a，其计算公式为：

a=TsTs+τ]]>

其中，τ为设定的响应时间常数，Ts为采样周期。

所述的热模拟计算模块，进一步包括以下方法：将变流器的输出电流I_t、平均温升ΔT等参数与时间的关系进行数学建模，利用一阶滞后响应系统作为变压器的温升模型，则一阶滞后响应系统热模拟计算模块的差分方程为：

Y(n)＝aΔT(n)+(1-a)Y(n-1)

其中，ΔT(n)为当前的变压器输出电流所对应的稳态平均温升，Y(n)为当前的温度偏移量；Y(n-1)为上一次采样时的温度偏移量；a是与响应时间相关的参数。

所述的加法运算模块，进一步包括以下步骤：变压器绕组平均温度值计算公式为：T_r＝T₀+Y(n)，计算得到变压器绕组温度。

本发明的有益效果是：通过对变压器绕组温升特性进行数学建模，利用软件计算的方法达到热模拟的目的，充分利用微处理器技术，改善原有变压器绕组温度测量方法误差大、难操作等问题，达到精度和可靠性高，自动化程度高，使用、调节和维护方便，不需要经常校准，使用寿命长的效果。

附图说明

附图1工作原理框图；

附图2加热器典型温升曲线；

附图3热模拟特性-温升与电流对应表；

附图4一阶系统的阶跃响应曲线；