[发明专利]考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置方法

说明书

本发明提供一种考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置方法，包括：根据全埋变的站外环境和站内环境，建立考虑地坑热量累积效应的全埋变拓展热路模型；根据全埋变的绕组热点温度，对全埋变的寿命损失进行估计，得到全埋变的寿命损失成本；根据全埋变的投资成本、寿命损失成本，建立考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置优化模型；通过考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置优化模型，对全埋变容量进行优化配置。本发明能够计算全埋变的绕组热点温度和计算全埋变的寿命损失成本，从而在投资时使得全埋变容量可以得到最优化的配置。

技术领域

本发明涉及变电站领域，尤其涉及一种考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置方法。

背景技术

传统地上变电站的热传递过程主要是由变压器、中压柜、低压柜等重要设备产生的热量通过变压器外壳及开关柜柜体传递至站内空气，再由站内空气通过自然对流与外界空气进行热对流换热或者通过变电站外壳与站外空气进行热传导换热导致站外靠近箱体的空气受热。站外空气受热升温后，导致空气体积膨胀，密度减小，从而产生自然的向上对流运动。由于空气的对流运动范围很大，因此站外空气可以视为温度恒定的散热介质。然而，与周围散热环境是空气的传统地上变电站不同，全埋变(全称为全地埋式变电站)的周围散热环境为土壤。由于土壤与空气的散热性能差异巨大，因此，周围环境对传统地上变电站与全埋变内部变压器绕组温升的影响也就不一样。

土壤的热传递方式主要以热传导为主，因此热量在从全埋变内传递至站外环境时，除了少部分从通风口与外界冷空气在密度差作用下进行换热，剩余大部分热量需要由全埋变箱体外壳向土壤进行散热。土壤的导温率比空气要小几十倍，靠近变电站的土壤升温较快，而离变电站稍远的土壤结构则升温缓慢。同时，土壤的热容量是空气的一千五百多倍，在散热过程中将起到蓄积热量的作用。相对于温度可视为恒定不变的空气，靠近全埋变箱体外壳的土壤温度将随着站内散热量的变化而变化，传统的用于计算绕组热点温度的热路模型法不再适用于全埋变。

在对全埋变进行容量配置时，由于地坑热量累积效应蓄热影响，地埋变热点温度越限之后在下降过程比传统地上变电站要缓慢，会导致最高热点温度过高，使得绝缘材料产生气泡，造成不可逆的绝缘故障，造成的全埋变寿命损失也增速。由于过高的寿命损失将导致变压器的预期寿命急剧减小，重新更换变压器将产生额外的投资成本。

发明内容

本发明实施例提供一种考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置方法，能够基于传统全寿命周期成本方法，考虑全埋变的变压器全寿命周期内的初始投资成本、运行电能损耗成本、维护成本、退役除之成本，对全埋变进行容量配置优化。同时，由于根据全埋变的站外环境和站内环境，建立考虑地坑热量累积效应的全埋变拓展热路模型，通过计算全埋变的绕组热点温度和计算全埋变的寿命损失成本，从而全埋变容量在投资时可以进行最优化的配置。

第一方面，本发明实施例提供一种考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置方法，包括：

根据全埋变的站外环境和站内环境，建立考虑地坑热量累积效应的全埋变拓展热路模型，所述考虑地坑热量累积效应的全埋变拓展热路模型用于计算所述全埋变的绕组热点温度；

根据所述全埋变的绕组热点温度，对所述全埋变的寿命损失进行估计，得到全埋变的寿命损失成本；

根据全埋变的初始投资成本、全埋变的寿命损失成本、全埋变的运行成本、全埋变的维护成本和全埋变的退役处置成本，建立考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置优化模型；

通过所述考虑地坑热量累积效应的全埋变容量配置优化模型，对所述全埋变容量进行优化配置。