[发明专利]一种配电变压器最热点温度智能化监测方法

摘要

本发明公开了一种配电变压器最热点温度智能化监测方法，包括以下步骤：计算变压器的顶层油时间常数、计算变压器的绕组时间常数、计算变压器的热点系数、引入以上中间参量至最热点温度计算模型、同时收集并记录环境温度、记录由电流传感器监测的绕组电流，最终实现最热点温度的监测。该方法兼顾了变压器本体设计参数和运行状态，保证了最终获得的最热点温度的动/稳态的有效性。

主权项

1.一种配电变压器最热点温度智能化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，利用下式计算变压器顶层油时间常数τoil：式中，mA是铁心和绕组的质量，c1是铁心和绕组的等效比热容，取为0.132J/(kg·℃)；mT是油箱和附件的质量，c2是油箱和附件的等效比热容，取为0.0882J/(kg·℃)；mO是油箱中油的质量，c3是油箱中油的等效比热容，取为0.4J/(kg·℃)；Pload,rated是额定负载损耗，由变压器短路试验获得；Pno‑load是空载损耗，由变压器空载试验获得；Δθoil,rated是额定负载下顶层油相对环境温升；K是负载系数；对于配电变压器，变压器油指数x取0.75；第二步，利用下式计算变压器绕组时间常数τw：式中，mW是绕组的质量，c0是绕组绕线内金属的比热容；grated是额定负载下绕组平均温度对油平均温度的梯度，由变压器出厂时额定温升试验获得；对于配电变压器，变压器绕组指数y取1.5；第三步，利用下式计算变压器的热点系数H：上式中Re表示绕组区域的雷诺数，对于绕组这一特定区域，其表达式如下：其中，Wduct为绕组区域竖直油道的宽度，vave是竖直油道的平均油流速度，ρoil是变压器油的密度，μoil是变压器油的动力粘度；系数ai通过下式确定：系数b11,b12,b13,b21,b22,b23,b31,b32,b33,b41,b42,b43的取值分别是0.0217,‑0.3199,1.0633,‑0.0898,0.6795,‑1.7344,0.0931,‑0.4571,0.9839,‑0.0300,0.0896,0.0408；Pr表示绕组区域的普朗特数，对于绕组这一特定区域，其表达式如下：其中，coil是变压器油的比热容，koil是变压器油的热导率；第四步，收集并记录环境温度θamb，同时记录由电流传感器监测的绕组电流，对应的负载系数K由下式求得：式中，IR是配电变压器的额定电流，I是某一时刻下的绕组电流；第五步，将第一步、第二步和第三步中求得的各中间参量引入到热点温度计算模型，如下式：式中，θoil是顶层油温，θhs是热点温度，θamb是环境温度；第六步，将第四步得的随时间变化的环境温度θamb、负载系数K代入第五步计算模型，即得所求的顶层油温θoil、最热点温度θhs。