[发明专利]一种基于温升特性的变压器负荷能力评估方法

权利要求书

1.一种基于温升特性的变压器负荷能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获得变压器离线和在线数据，完成变压器实时数据储备；变压器离线数据包含变压器台账信息、设计制造参数以及出厂温升试验数据，变压器在线数据包含顶层油温、环境温度、日照辐射功率和负荷电流；

2)分析变压器内部传热过程和热电类比理论，综合考虑负载损耗、油粘度、环境温度和日照辐射的影响，建立热点温度θ_hs计算模型，然后采用Runge-Kutta法求解，获得变压器当前热点温度θ_hs；变压器当前热点温度θ_hs的计算模型如下：

θ_hs＝H×(θ_wnd-θ_oil)+θ_top

式中，q_fe指变压器空载损耗，q_cu变压器负载损耗，q_sun指变压器箱体吸收的日照辐射量，C_th1为环境温度至平均油温模型的集总热容，C_th2为平均油温至顶层油温模型的集总热容，C_th3为平均油温至绕组平均温度模型的集总热容，R_th-oil-air为平均油温至环境温度的散热热阻，R_th-top-oil为顶层油温至平均油温的散热热阻，R_th-wnd-oil为绕组平均温度至平均油温的散热热阻，θ_amb为环境温度，θ_oil为平均油温，θ_top为顶层油温，θ_hs为热点温度，H为热点系数；

3)采用上述热点温度θ_hs计算结果作为输入量，计算变压器相对老化速率V，然后对V进行定积分运算求得变压器相对寿命损失值L；变压器相对老化速率V和相对寿命损失值L分别采用如下方法确定：

式中，t₁和t₂为变压器前后两个运行时刻，t＝t₂-t₁＝24h；

4)构建变压器负荷能力约束条件，包括热点温度限值θ_limit和变压器相对寿命损失限值L_limit，其中θ_limit＝140℃，L_limit＝24；

5)进行变压器负荷能力分析，获得变压器的最大负荷率K_max或最大可持续运行时间T_max，具体包括：变压器负荷能力评估依据变压器实际负荷状态，分别为正常周期负荷能力评估、长期急救负荷能力评估和短期急救负荷能力评估三种方式进行；

其中，正常周期性负荷能力评估以热点温度计算模型为基础，以热点温度限值θ_limit和变压器相对寿命损失限值L_limit为约束条件，评估变压器正常周期性负荷的最大负荷率K_max，使得变压器一个运行周期内安全稳定运行且相对老化速率V＜1；

长期急救负荷能力评估以变压器内部温度估算模型为基础，热点温度限值L_limit为约束条件，评估变压器长期急救负荷的最大平均负荷率K_max，使得变压器能够在几周内在负荷率K下运行，负荷率K为0.8～1.2；

短期急救负荷在紧急或突发情况下出现，以热点温度限值L_limit为约束条件，评估变压器最大可持续运行时间T_max以及最大负荷率K_max。