[发明专利]一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统，通过变压器的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；然后利用实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；本发明相较于以往的控制方法和系统具有一定的优势，能够实现变压器内部油纸绝缘寿命的精准管控，有助于变压器的安全可靠运行，具有良好的现场应用效果和经济价值。

技术领域

本发明属于变压器冷却器控制技术领域，具体涉及一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统。

背景技术

电力系统的安全稳定运行对于国民经济的发展和人民生活安定具有重要意义，大型油浸式电力变压器作为电力系统的枢纽，承担着电能变换和分配的关键功能。但在变压器运行过程中，绕组中铜导线通过电流时会产生损耗，而铁芯以及钢结构件也会产生磁滞损耗和涡流损耗。这些损耗将转变为热量使变压器内部油纸绝缘系统温度升高，加速油纸绝缘材料的老化，进而缩短变压器的使用寿命。根据《油浸式电力变压器负载导则》(GB/T1094.7-2008),在80℃～140℃范围内，温度每增加6K，老化率将增加1倍。为了避免变压器内部温度过高而造成油纸绝缘提前失效，必须采取有效地冷却措施，加强变压器的散热能力，降低油纸绝缘的温度，减缓老化速率，进而延长绝缘。

对于大型电力变压器而言，目前普遍采用强迫油循环风冷冷却方式，其冷却器组包括多组冷却器。变压器运行时，必须投入部分冷却器组，各种负载下投入冷却器的组数根据制造厂商的规定和顶油温度来确定；如：顶油温度达到55℃或负载率系数大于0.7时，则增加冷却器投入。冷却器投入数量太少则达不到降温的作用，而投入数量过多又会增加变压器的能耗，因此必须确定合理的冷却器开启数量。但目前冷却器投入方式较为粗放，主要存在两点不足：一是真正决定变压器绝缘寿命的是内部最高温度(热点温度)而不是顶油温度，二是在负荷变化迅速的情况下，顶油温度的响应过于迟缓，而此时热点温度已达到很高的数值。因此，现有的冷却器组控制方法和系统还有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统，以克服现有方法无法对冷却器进行有效的控制以提高变压器冷却效果的问题。

一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，包括以下步骤：

S1，获取变压器的实验参数和额定参数；

S2，根据获取的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；

S3，实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；

若当前热点温度高于第一开启阈值或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则增开一组冷却器；

若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则关闭一组冷却器。

优选的，根据所述变压器出厂试验数据记录，所述变压器的实验参数包括变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、环境温度和热点系数；额定参数包括额定电流和冷却器总组数。

优选的，根据顶油温升和底油温升计算平均油温升；

所述平均油温升ΔT_OA＝0.5×(所述顶油温升ΔT_H+所述底油温升ΔT_L)；