[发明专利]基于热电类比理论的变压器热点温度计算方法

摘要

本发明涉及一种基于热电类比理论的变压器热点温度计算模型，综合考虑油粘度与损耗随温度的变化，变压器负载与分接头的变化对损耗发热功率的影响和油箱外壁在户外环境下与空气的对流与辐射以及太阳辐射的影响，提出了改进模型，并结合与一台自然油循环强迫空气冷却（ONAF）的220kV‑300MVA的变压器出厂测试数据以及热点温度经典模型计算结果进行对比，本发明改进模型在动态负载下计算的变压器绕组热点温度具有更高的精度。

主权项

1.一种基于热电类比理论的变压器热点温度计算方法，其特征在于，将油箱壁温度与环境温度的温差理解为油箱对环境的传热，热点温度的计算式为：θhs＝θamb+θtank+Δθmoil‑tank+Δθwoil‑moil+Δθhs‑woil式中，θamb为环境温度，θtank为油箱壁温度，Δθmoil‑tank为平均油温与油箱壁温度之间的温度差，Δθwoil‑moil为热油区域油温与平均油温的温度差，Δθhs‑woil为热点与热油区域的温度差；所述热点温度的计算式转变为如下的可计算方程：式中：β_r为额定损耗比，β为动态负载损耗比，K为实时负载电流值与额定值之比，Δθ_hs,R、Δθ_woil,R、Δθ_moil,R分别为额定热点温升、额定热油区域温升和额定平均油温升；τ_hs,R、τ_woil,R、τ_moil,R分别指热点温度计算微分方程时间常数、热油区域温度计算微分方程时间常数、平均油温计算微分方程时间常数；油箱壁热容C_tank取冷轧钢的比热容；μ_pu为油粘度的标幺值，n为常数0.8，q_sun为户外太阳的辐射折算成的内部发热功率，a＝εσA₁；其中：ε为冷轧钢的表面发射率；σ为常数，取5.67×10^‑8W/(m²·K⁴)；A₁为油箱外壁表面等效辐射散热面积，A₂为油箱外壁表面对流散热面积；L₂为油箱外壁散热特征尺寸；k'，P'_r，α'，ν'为空气的物性参数，ν'为空气动力粘度，k'为空气导热系数,P'_r为普朗特系数,α'为空气的比热,可查表得到，C₂和n₂是经验系数。