[发明专利]一种变压器温度模型简化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器温度模型简化方法。

背景技术

变压器是电力系统的重要设备，在电力工程中的各个领域上获得了广泛的应用，对电能的经济传输、安全使用和灵活分配具有重要意义。随着城市化进程的不断发展，城区规划区域不断扩大；同时，生活水平的提高使得城区的用电负荷快速增加,这也提高了城区内变电站的建设数量。由于社会生活对电气的依赖程度大大提高，对供电设备的质量要求也比过去更为严格。

变压器内部的热力特性是衡量变压器内部绝缘老化和预测寿命的依据，对于变压器内部的温度分布特性的研究是保证变压器稳定运行的关键条件。

综合考虑土地占用面积及城市环境协调等问题，上海、北京、广州等大型都市新建的110kV级以上变电站中地下变电站及户内变电站的比例越来越大。由于空间限制和电力设备散热需求，地下变及户内变变压器的冷却系统往往需采用与变压器本体分离设计的方式。随着分体式变压器的普及，研究其热模型以及影响其散热的因素具有重要意义。

目前，对一体式变压器热模型的研究比较成熟，但对于分体式变压器热模型的研究尚在起步阶段。由于分体式变压器采用变压器本体和散热器相分离的结构设计，变压器的本体和散热器可以分别位于两个不同的散热空间。结构上的改变使得分体式变压器的热模型有异于传统的一体式变压器——一体式变压器的散热会受到主体本身的强烈影响，而分体式变压器受到的影响较为微弱，但两者在产热和散热的原理上大致相同。因此，如何对一体式变压器和分体式变压器的温度模型进行区分，并针对不同的特点建立热模型成为一个重要问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种变压器温度模型简化方法，本方法针对一体式变压器和分体式变压器结构上的不同来确立其热模型,通过设置不同的简化条件来实现对一体式变压器和分体式变压器的热模型简化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变压器温度模型简化方法，确定主要热源，计算变压器热模型，将热源视为均匀发热体，确定变压器的类型，若为一体式变压器，其散热器内壁的环境温度简化的等效为本体的外壳温度；若为分体式变压器，散热器外壳所处温度视为不受本体温度影响的外界自然环境温度。

在计算变压器热模型时，仅考虑主要发热器件和主要散热器件，变压器运行时变压器的电路和磁路的主要组成部分，即绕组、铁心、引线及钢管构件，是主要热源，这些部件的损耗全部转化为热量；其中绕组产生的损耗占总损耗的80％左右，是变压器的最主要热源。

在自然油循环冷却的变压器中，油箱和散热器的主要散热方式为自然对流散热。

一体式变压器的主体和散热器之间的距离非常小，且在同一散热空间下，因此主体壳体的温度对散热器内壁温度的影响非常大，因此一体式变压器的散热器内壁的环境温度简化的等效为本体的外壳温度。

由于分体式变压器采用变压器本体和散热器相分离的结构设计，变压器本体和散热器可以分别位于两个不同的散热空间，因此忽略本体温度对散热器的影响，分体式变压器的散热器外壳所处温度则近似看为不受本体温度影响的外界自然环境温度。

当忽略一体式变压器的热辐射影响，得到分体式变压器的热模型。

当处理分体式变压器热模型时考虑热辐射的影响，得到一体式变压器的热模型。

一种一体式变压器温度模型简化方法，确定主要热源，计算变压器热模型，将热源视为均匀发热体，基于一体式变压器的主体和散热器在同一散热空间下，将散热器内壁的环境温度简化的等效为本体的外壳温度，若已有分体式变压器的热模型，考虑热辐射的影响，以得到一体式变压器的热模型。

一种分体式变压器温度模型简化方法，确定主要热源，计算变压器热模型，将热源视为均匀发热体，基于变压器本体和散热器相分离，且分别位于两个不同的散热空间的结构，忽略本体温度对散热器的影响，视为外界自然环境温度；若已有一体式变压器的热模型，忽略热辐射的影响，以得到分体式变压器的热模型。

本发明的有益效果为：

本发明能够根据一体式变压器和分体式变压器结构的不同分别对两者热模型进行简化，从而可以明确一体式变压器和分体式变压器的主要散热区别。进而可以进一步的在原有的一体式变压器模型的基础上，通过合理的推导得到可信的分体式变压器的热模型。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为一体式变压器简化示意图；