[发明专利]一种确定不同负载系数下变压器油时间常数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算方法，具体涉及一种确定不同负载系数下变压器油时间常数的方法，该技术用于计算变压器油时间常数的动态变化。

背景技术

油浸式变压器是输配电系统的核心设备，其寿命管理及优化设计得到了广泛关注，热点温升是制约变压器运行的主要因素也是评估变压器绝缘寿命损失的主要参数，因此研究变压器热点温度十分重要。

实际工程中，热点温度计算一般采用两段式温升模型，即：顶层油相对于环境温升、热点相对于顶层油温升；其中，变压器顶层油时间常数描述顶层油相对于环境温升变化快慢；基于IEC的GB/T 1094.7在附录D(31页)中给定了变压器油时间常数的计算公式，正文表4(16页)则给出了针对不同冷却方式、容量等级的参考值。然而，为了获取额定变压器顶层油时间常数，IEC导则、IEEE导则等均给出了额定值的求解方式。实际运行中，变压器顶层油时间常数会随负载系数(负载电流)、变压器顶层油温度、变压器油粘度、变压器油流速的变化而变化。IEC导则、IEEE导则以及相关学者曾研究了变压器顶层油温度、变压器油粘度对变压器顶层油时间常数的影响。然而，负载系数(负载电流)作为影响最大的因素，其对变压器顶层油时间常数影响的定量描述却未有研究。因此急需研究一种确定不同负载系数下变压器油时间常数的方法，从而量化负载系数(负载电流)对变压器顶层油时间常数的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种确定不同负载系数下变压器油时间常数的方法，量化变压器顶层油时间常数随负载系数(负载电流)的变化关系。

本发明解决上述问题的技术方案是：

第一步，获取变压器相关参数，包括变压器油指数x，额定负载损耗P_load,R，空载损耗P_no-load，额定顶层油相对环境温升Δθ_oil,R；

第二步，对变压器施加额定负载使其冷启动，并记录随时间变化的顶层油温θ_oil，额定负载作用时间不少于12小时使顶层油温θ_oil上升且趋于稳定，并利用下式拟合得额定变压器油时间常数τ_oil,R，

Δθ_oil＝θ_oil-θ_amb (1)

式中，Δθ_oil是顶层油相对环境温升，θ_amb是环境温度；

第三步，利用下式计算得不同负载下变压器油时间常数：

τ_oil＝τ_oil,R×τ_oil,pu (4)

式中，τ_oil是所求的不同负载系数下的变压器油时间常数，τ_oil,pu是描述任意负载变压器油时间常数与额定变压器油时间常数关系的相对变压器油时间常数，K是负载系数，R是额定负载损耗P_load,R与空载损耗P_no-load之比；变压器油指数x应根据不同的散热类型选取不同值，ONAN/ONAF类型变压器x取0.8，OF/OD类型变压器x取1。

本发明所述不同负载系数下变压器油时间常数的计算方法，具有以下优点：

1)可获得不同负载系数下的变压器油时间常数，相比于固定不变的额定变压器油时间常数，其更好地反映了变压器油时间常数的实际动态变化；

2)不同负载系数下的变压器油时间常数计算简便，通过常规的变压器出厂参数即可计算所研究变压器的油时间常数变化关系；

3)相比于额定值的推荐值以及计算公式，在额定负载下长时间冷启动过程中，记录顶层油温以拟合额定变压器油时间常数十分准确。

附图说明

图1是变压器在额定负载下冷启动时顶层油温；

图2是不同负载下变压器油时间常数与额定变压器油时间常数之比，亦即相对变压器油时间常数τ_oil,pu相对；

图3不同负载下变压器油时间常数。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施过程对本发明进行进一步说明。需要强调的是，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利构思及其权利要求之范围。