[发明专利]一种油浸式变压器顶层油温监测方法

说明书

本发明公开了一种油浸式变压器顶层油温监测方法，包括确定修正后的油指数、实时监测环境温度和绕组实际负载电流、实时监测油浸式变压器修正油指数后的顶层油温等步骤。本发明的有益效果在于，借助基于动量守恒及能量守恒的全局油路热模型、双对数线性回归模型对反映负载率与油温升关系的油指数进行解析计算，得到其多倍负荷下的油指数修正值，并将其引入顶层油温计算模型。相比于标准所推荐的参考值，提升了多倍负荷下顶层油温的计算精度。

技术领域

本发明涉及电气绝缘在线检测与故障诊断领域，特别是一种油浸式变压器顶层油温监测方法。

背景技术

油浸式变压器作为电力系统的核心设备，其高效安全运行对电力行业的运营发展起着至关重要的作用。变压器的工作寿命取决于内部绝缘性能，而热老化是其绝缘性能劣化的主要影响因素，故变压器的工作寿命与其内部温升息息相关。目前对变压器内部温升包括顶层油温升及热点温升的确定的一般手段是根据IEEE及IEC标准中“两段式”温升计算公式进行的，但随着电力负荷的增长，变压器时常面临着过载运行的情况，这将导致标准所推荐的油指数值用于顶层油温计算时具有一定偏差。

发明内容

本发明的目的是提出一种油浸式变压器顶层油温监测方法，该方法考虑了变压器油指数在多倍过负载下的计算修正值，使得其更适用于具有宽泛负载区间的油浸式变压器顶层油温的监测。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种油浸式变压器顶层油温监测方法，包括

步骤1：确定修正后的油指数n，其方法为：

(1)令所述油浸式变压器顶层油温升ΔT_top计算模型为：

式中，ΔT_top,R为额定负载下顶层油温升；R为额定负载损耗与空载损耗之比；n为油指数，用来描述顶层油温升随负载的变化趋势；I_pu为负载系数，为实际负载电流I与额定电流I_R的比值；T_top为顶层油温，T_amb为环境温度；

(2)利用双对数线性回归模型对油指数n进行回归估计，如下：

式中，令

利用最小二乘法辨识参数n，即：

式中，j为样本个数，i为标号；

上述方法中，顶层油温T_top的求取方法，如下：

(1)获取所述油浸式变压器结构及物性参数，包括冷热芯高位差Δh、绕组高度h_w、散热器高度h_r、绕组竖直油道热工水力直径D_w、散热器油道热工水力直径D_r、油比热容c_oil、空气比热容c_air、油密度ρ_oil、空气密度ρ_air、油热膨胀系数β_oil、绕组沿程阻力系数f_w、散热器沿程阻力系数f_r、散热器总传热系数U、绕组区域流通面积A_w、散热器流通面积A_r、散热器有效散热面积A_R、温差指数λ、环境温度T_amb；

(2)联立以下公式及条件，利用Newton-Raphson法迭代求解绕组区域油流体积流量G_w、散热器油流体积流量G_r、顶层油温T_top、底层油温T_bom；所述油浸式变压器内部为单循环，G_w＝G_r；