[发明专利]基于整体温度监测的油浸变压器智能冷却控制温度测定方法及装置

说明书

技术领域

 本发明涉及测量领域，是一种基于整体温度监测的油浸变压器智能冷却控制温度测定方法及装置。

背景技术

电力变压器是电力系统中最重要的设备之一，它的可靠性直接关系到电网是否安全、高效、经济的运行。大部分变压器的寿命终结是因为其丧失了应有的绝缘能力，而影响绝缘能力的主要因素之一是变压器运行时的绕组温度。变压器绕组最热区域内达到的温度,  也是变压器负载值的最主要限制因素。因此通过监测得到变压器内部温度对变压器的允许过载及运行寿命评估具有重要意义。 

随着变压器每柱容量的不断提高，变压器线圈过热问题也就越来越突出，这不仅会造成绝缘的加速老化而影响其寿命，而且由于线圈局部过热而造成的恶性事故在国内外屡有发生。变压器过热故障是常见的多发性故障，它对变压器的安全运行和使用寿命带来严重威胁。研究表明，大型电力变压器的运行可靠性在很大程度上取决于其绝缘状态。大部分变压器的寿命终结是因为其丧失了应有的绝缘能力，而影响绝缘能力的最主要因素是变压器运行时的绕组温度。 GB/T15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》中明确指出：“绕组最热区域内达到的温度，是变压器负载值的最主要限制因素，故应尽一切努力来准确地确定这一温度值”。国内一些变压器专家也认为“不仅绕组的平均温升不能超过允许值，而且绕组的热点温升也不能超过允许值”。因此，提出“在工厂的温升试验中，除测量额定工况下的绕组平均温升外，有必要测量绕组的热点温升” 。变压器绕组热点的绝缘会因为过热而老化。若绕组热点的温度过低，则变压器的能力就没有得到充分利用，减低了经济效益。当变压器投入运行以后，首先遭到破坏的是绝缘材料，特别是绝缘纸。所以变压器使用寿命常常取决于承受最高温度处绝缘材料的寿命。变压器的温升限值以变压器的使用寿命（主要是绝缘材料的寿命）为基础。在相关的国家标准中对变压器在不同的负载运行情况下的温升限值或热点温度做了相应的规定。电力变压器国家标准 GB1094.2-1996《电力变压器  第2部分 温升》规定的电力变压器温升限值是根据不同的负载情况而定的。在连续额定容量下的温升限值见GBl094.2-1996，同时还指出铁芯、绕组外部的电气连接线或油箱中的结构件，不规定温升限值，但仍要求温升不能过高，通常不超过 80K，以免使与其相邻的部件受到热损坏或使油过度老化。

除了变压器绕组过热故障危及绝缘外，变压器内部如铁芯、油箱、夹件、拉板、无载分接开关、连接螺栓及引线等部件同样也会引起变压器局部过热，造成变压器内部过热故障，损害绝缘性能。所以除了对绕组进行温度测量之外，变压器内部其它容易引起过热故障的部件也不能忽视。

实际上，对现场运行的变压器一般都只监测变压器的顶层油温，并通过顶层油温间接估算绕组热点温度，但是目前使用的 IEEE  C57.91-1995 和相应的国标GB/T15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》推荐变压器绕组热点温度计算的经验模型在计算时存在一定误差，尤其是大容量变压器顶层油温明显滞后于绕组油温，当变压器负荷快速增加时，由于热传递响应速度的原因，变压器顶层油温需经过一段时延才能反映出绕组的工况变化，这种情况下此方法很难能够反映绕组及匝间油道温度的快速变化，对变压器的允许过载及运行寿命评估也缺乏太多实际意义。

由于变压器冷却控制系统介于变电一次设备与二次设备之间, 变压器制造厂家的研发重点在于变压器的结构, 很少考虑冷却控制系统的改进, 而二次设备生产厂家只注重继电保护和变电站直流系统等电网主设备, 根本涉及不到变压器冷却控制系统, 从而造成变压器冷却控制系统的研发严重滞后于其他技术的发展。

变压器运行规程中要求, 主变冷却器的投入和退出要根据主变上层油温或变压器运行负荷自动控制,目前主要的控制信号的采集也主要依赖顶层油温和绕组温度决定，但是变压器内部温度分布并不均匀，只依靠几个测点来决定冷却系统运行，不能达到很好的冷却效果。所以应该改进。

随着科技的发展，特别是信号分析技术，电子技术的发展推动了温度监测技术的发展，综合运用各种先进技术和知识，构建统一的、综合的、实时的检测平台，将是变压器整体温度决定冷去系统运行。

发明内容

本发明的构思基础是：

1．油浸变压器中温度是由环境温度，变压器运行状态共同决定；

2．可以通过计算机数值模拟技术，建立被监测的油浸变压器模型温度场模型。将各种监测数据对应到变压器模型中，进行进一步修正处理，从而准确得到绕组温度监测结果；