[发明专利]变压器关键点温度计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器维护领域，具体而言，涉及一种变压器关键点温度计算方法。

背景技术

国外科研人员对于变压器的热特性研究较早，早在1977年，捷克的S.V.Preimin等人便对给定线饼周围油平均温度和平均对流换热系数的单个线饼进行了温度场数值计算和模型试验研究；2001年，英国的Swift提出了应用热电类比理论建立变压器热路模型的理念，对以后变压器热点温度的研究有着重要的推动，在此之后，美国的Dejan Susa等人再次基础上对热路模型法做出了进一步的改进，并取得了较为满意的结果。另外，国外确立的IEC、IEEE等变压器负载标准，对之后变压器热特性的研究也有着较大的推动作用。

总体来说国外仍然停留在单独对变压器热点温度的研究层面上，并没有结合实际环境及运行条件对变压器节能、增容运行进行评估和分析，实际工程应用价值较小。

相比于国外，我国对变压器热效应的研究起步较晚，且大多数对变压器内部温度的研究都是基于数值计算法，实际应用价值不大。

国内有学者提出了基于底层油温的三热路模型法求解热点温度。三热路模型，虽然很好的说明了变压器内部的热量传递过程，但除了环境温度这个因素外，均没有在模型中表现出变压器的负载损耗对计算结果的影响，在实际应用中需要不断验证和修正热路模型参数。

发明内容

本发明提供了一种变压器关键点温度计算方法，以至少解决相关技术中三热路模型求解变压器关键点温度存在的无法表现出变压器的负载损耗对计算结果的影响，在实际应用中需要不断验证和修正热路模型参数的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种变压器关键点温度计算方法，包括：

获取第一热路模型参数、设定温度初始值、实际运行参数、实际环境参数，其中，所述第一热路模型参数至少包括：变压器损耗参数和变压器热路参数，所述实际运行参数至少包括：变压器运行电压参数、变压器运行电流参数，所述实际环境参数至少包括：外界温度参数；

根据所述实际运行参数修正所述变压器损耗参数，并根据所述实际环境参数修正所述变压器热路参数，得到第二热路模型参数；

使用所述第二热路模型参数和所述设定温度初始值，利用热路模型求解底层油温、热油区域温度和热点温度。

可选地，在使用所述第二热路模型参数和所述设定温度初始值，利用热路模型求解底层油温、热油区域温度和热点温度中，

底层油温热路模型为：

热油区域温度热路模型为：

热点温度热路模型为：

其中，θ_boil为底层油温；θ_wo为热油区域温度；θ_hs为热点温度；τ_boil为底层油温热路模型的时间常数；τ_wo为热油区域温度热路模型的时间常数；τ_hs为热点温度热路模型的时间常数；R为额定电流下负载损耗与空载损耗之比；K为负载电流与额定电流之比；P_boil,pu为底层油温热路模型的单位负载损耗；P_wo,pu为热油区域温度热路模型的单位负载损耗；P_hs,pu为热点温度热路模型的单位负载损耗；Δθ_boil,r为变压器额定状态下底层的传热过程的温度差；Δθ_wo,r为变压器额定状态下热油区域的传热过程的温度差；Δθ_hs,r为变压器额定状态下热点的传热过程的温度差；θ_boil为底层油温；θ_wo为热油区域温度；θ_hs为热点温度；θ_amb为环境温度；μ_p为变压器的实际油粘度与变压器额定状态下油粘度的比值；n、n'和n”均为经验常数，其中n、n'的值取0.2～0.5，n”的值取0.25～1。

可选地，底层油温热路模型的单位负载损耗受温度的影响：

热油区域温度热路模型的单位负载损耗受温度的影响：

热点温度热路模型的单位负载损耗受温度的影响：

其中，P_dc,pu为变压器额定温度下绕组的单位直流损耗；P_a,pu为变压器额定温度下绕组的单位附加损耗；P_e,pu为变压器额定温度下的单位涡流损耗。θ_k为负载损耗校正温度。