基于改进支持向量机的变压器实时热点温度预测方法研究

文中提出了一种基于改进支持向量机的变压器实时热点温度预测方法。该方法以变压器负载电流、环境温度和顶层油温为特征值,将变压器热点温度预警与预测相结合,目的在于实现基于近期历史运行数据的变压器实时热点温度预测。文中研究分析了基于改进网格搜索、遗传算法及粒子群算法的支持向量机在变压器短期热点温度预测中的应用效果,结果表明,3种改进方法均可有效提升预测精度,但基于改进网格搜索算法的支持向量机预测效率最高。最后,以某35 k V油浸式变压器实时热点温度数据为样本集,文中所述方法可有效实现变压器短期热点温度预警预测,预测准确度高于90%。     

基于修正热路模型的变压器顶层油温及绕组热点温度计算方法

提出基于修正热路模型方法进行变压器顶层油温及绕组热点温度计算的方法,对变压器的传热过程进行了研究,建立了热路模型。介绍了根据不同油温进行热路参数的调整并利用调整后的热路参数进行变压器顶层油温及热点温度的计算。采用文中计算方法与国家标准计算方法,对某220 kV变压器进行计算,将计算结果与变压器的温升试验数据进行比对,表明在考虑油流粘度变化的情况下,计算结果能够反映变压器热传递的暂态过程信息。     

基于数值求解的油浸式变压器瞬态热点温度计算北大核心CSCD

文中分析了变压器温度流体场耦合数值仿真求解方法,基于互感器小模型的温度流体场计算确定了瞬态数值求解的时间步长和迭代步数,进而对一台S13-M-100kVA/10kV型油浸式变压器的三维温度流体场进行了瞬态数值仿真。与预埋光纤的变压器温升试验获得的绕组瞬态热点温度相比,变压器绕组瞬态热点温度数值仿真结果与试验结果最大偏差不超过3%,基于经验公式计算的热点温度平均相对偏差为9.8%,验证了文中变压器温度流体场仿真模型的有效性及准确性。     

谐波电流下配电变压器热点温度计算与仿真

针对谐波电流下配电变压器热点温度的计算问题,基于谐波损耗建立了谐波电流下配电变压器热点温度及顶层油温的计算模型,引用谐波损耗因子计算谐波电流下配电变压器谐波损耗,并采用有限元Fluent软件,仿真验证基于谐波损耗的热点温度计算模型的准确性。计算和仿真结果表明:考虑谐波及负载损耗影响的配电变压器热点温度的计算方法,提高了谐波影响下热点温度计算的准确性,为进一步研究谐波电流对配电变压器绝缘寿命的影响提供了新的方法和手段。     

油浸式电力变压器绝缘寿命在线评估技术研究

针对ANSI/IEEEC57.91和IEC 354.9导则中推荐的绕组热点温度预测方法存在物理上难以解释和预测的绕组热点温度低于实测值的问题,研究了基于热平衡及热吸收原理的温升计算方法,建立了基于底层油温的热点温度预测模型。利用在绕组电磁线安装光纤光栅传感器的ONAN,10±5%/0.4 kV的配电变压器进行热点温度试验。试验结果表明,该方法在线预测变压器热点温度有效可行。最后在绕组热点温度计算的基础上,建立了绝缘寿命损失模型,实现变压器绝缘寿命在线预测,为油浸式变压器运维决策提供参考。     

基于绕组热分布的改进油浸式变压器绕组热点温度计算模型

为准确计算变压器的绕组热点温度,给变压器的过载能力及绝缘寿命评估提供依据,在分析变压器绕组热分布热性及导热途径的基础上,提出了一种改进的基于底层油温的变压器热点温度等效计算模型。该模型通过明确定义热点温度的等效热源并考虑变压器油粘度及铜损的温度特性,得到了变压器热点温度等效计算模型的解。通过搭建变压器温升试验平台,采用光纤测温系统对变压器绕组的热点温度进行了测试分析。将实测数据与热路模型的计算结果及其它现有热路模型计算得到的温度曲线的对比分析结果表明,依据所提出的改进热点温度模型计算得到的变压器绕组热点温度曲线所对应的误差系数明显小于其它方法的计算结果,至少减小了40%,具有更高的预测精度。     

基于多物理场计算和模糊神经网络算法的变压器热点温度反演

热点温度是影响油浸式变压器绝缘寿命的重要因素之一。针对分布式光纤传感器测温系统测量热点温度时造成的不良影响与安装的不便性。提出一种基于多物理场计算和模糊神经网络算法的油浸式变压器热点温度反演模型。以66 kV三相三柱油浸自冷式变压器为例,采用有限体积法耦合迭代求解变压器流体–温度场,确定热点温度范围区域。筛选出环境温度、变压器顶层油温、变压器外壳及油箱顶部等12个特征点的温度建立模糊子集,再通过T–S模糊神经网络算法预测变压器绕组热点温度值。计算结果表明其与光纤传感器实际测量绕组热点温度误差4%,比传统方法具有更高的精度。该方法实现了特征量测量非植入式,为电力变压器在线监测、热点温度计算提供一种新的计算思路。     

油浸式变压器热路模型的修正及实验验证

变压器绕组的热点温度是限制运行中变压器负载能力和影响变压器寿命的最大因素。快速准确地获取变压器绕组热点温度对变压器安全稳定运行具有重要意义。文中根据变压器不同的冷却方式,对变压器片式散热器的散热热阻进行了修正。并通过变压器温升实测数据与模型仿真计算数据的比较,验证了修正散热热阻后热路模型的有效性和准确性,从而得到了一个快速且较为准确的计算变压器热点温度的方法。     

油浸式非晶合金配电变压器过载能力核算方法研究

针对非晶合金配电变压器因过载导致烧损的情况,提出了一种油浸式非晶合金配电变压器过载能力校核方法。该方法以油浸式电力变压器负载导则为依据,确定了过载特定限制条件及过负荷校核流程,建立了从能量守恒角度研究了基于顶层油道油温的绕组热点温度预估模型。最后以一台SBH15系列非晶合金变压器为例,分别利用文中提出的热点温度预测模型和负载导则推荐的模型开展过载能力校核,结果表明,文中提供的方法对过载能力的考核更为严格。     

66kV油浸式变压器瞬态热点温度计算

基于变压器瞬态热点温度计算模型,利用L-M算法对SZ11-20000/66油浸式变压器热特性参数进行寻优,同时针对负荷下降时变压器瞬态热点温度计算误差较大的情况提出了修正因子,将改进后的变压器瞬态热点温度计算结果与试验结果进行了比较,验证了方法的有效性。     

计及环境条件的电力变压器热路模型及其应用

变压器内部温度的获取是评估其运行状态及性能的重要手段,该温度除了与变压器运行条件有关外,还直接受环境温度、风及日照等环境因素的影响。在分析具有内热源的箱体热路模型以及变压器热量传递过程的基础上,论文首先对所处环境条件不发生变化时变压器的理想热路模型进行了研究,构建了综合考虑环境温度、日照辐射、自然风速等环境因素以及运行工况的变压器热路模型;然后给出了计算变压器热点和顶油温度的热路模型分析方法,计算了非额定运行状态下运行变压器的顶油温度及热点温度,并与实际运行变压器内部温度的实测值进行了对比。结果表明:基于所提出的变压器热路模型计算得到的热点温度变化规律与实测温度相近,最大计算误差仅为2.3℃,即所提模型可有效反映变压器运行工况及环境因素对内部温度造成的影响。论文研究可为电力变压器运行状态及性能的评估提供参考。     

油浸式变压器绕组热点温度计算的热路模型

油浸式变压器是电力系统中的核心设备之一。变压器在温升过程中温度分布不均,热点温度是其中具有代表性的确定变压器最优化负载的重要参数。热点温度可由GB/T15164-1994中提出的基于变压器顶层油温的计算方法计算求出,但该方法在变压器暂态过载状态下的计算结果不够准确,因此根据IEEEStdC57.91的An-nexG中提出的可改进该计算精度的热点温度组成关系,建立了一个基于底层油温的等效热路模型。此模型由3个简化的能够分别表征热点温度与特征点油温的子模型组成。该热路模型的有效性通过与自行设计的ONAN,100kVA/5kV试验变压器的温升试验数据对比得到了验证,其计算结果与负载导则提出的热点温度计算公式的结果进行了比较,能够得到较好的计算结果。说明基于底层油温的变压器热点热路模型的有效可行。     

基于反传热模型的干式变压器绕组热点温度研究

干式变压器热点温度对于指导变压器的设计运行及评估变压器的寿命有重要的意义。目前获得变压器热点温度的方法有直接测量和数值计算两种方法．直接测量获得绕组热点温度是通过在设计阶段预埋入绕组内部热电偶或采用光纤温度传感器来实现的;数值计算大多是采用有限元或有限差分方法。本文建立了高低压绕组的反传热计算模型,采用高精度的红外传感器采集高压绕组外表面温度,并通过计算,获得了低压绕组的温度分布及绕组热点温度将计算结果与IEEE绕组热点温度计算模型对比误差都在一定范围内,这为干式变压器绕组热点温度的获得提供了一种新的思路。     

基于温度流体场耦合的油浸式变压器热点温度计算*

提出了一种10 kV油浸式变压器热点温度的三维温度流体场耦合分析方法,仿真中考虑变压器内部金属结构件对绕组热点温度的影响,利用变压器空载试验和负载试验确定变压器内部总损耗,基于有限体积法,对变压器温度流体场进行计算,进而获取变压器绕组热点温度.绕组热点温度计算结果与预埋光纤测温系统的变压器温升试验结果相吻合,最大误差不超过3℃,验证了该方法的有效性和准确性.     

基于DGM的油浸式变压器热点温度计算

为了准确计算油浸式变压器的热点温度,在对比了有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)计算变压器热点温度各自特点的基础上,提出了基于间断式伽辽金方法(discontinuous Galerkin method,DGM)的一种计算变压器热点温度的全新计算方法;并以天威合肥变压器厂的一台180 MV·A-220 kV变压器为例,计算了变压器的绕组热点温度。为校验计算方法的准确性,笔者对这台主变进行了变压器绕组温升试验,监测了绕组的热点温度数据,并将利用DGM的计算结果分别与实际监测数据、IEEE导则计算数据、使用FEM算法计算出的数据以及使用FVM算法计算出的数据进行了对比。对比结果表明,利用DGM的计算结果与实际监测数据的标准差只有1.46℃,而利用IEEE导则模型计算结果、FEM算法计算结果以及FVM算法计算结果与实际监测数据的标准差分别高达4.81、3.71、2.58℃。DGM的计算精度明显高于IEEE导则模型、FEM算法和FVM算法,证明了DGM能更准确地计算油浸式变压器绕组热点温度。     

基于多物理场仿真和神经网络算法相结合的油浸式变压器热点温度动态反演方法

绕组热点温度是影响油浸式电力变压器绝缘老化程度的重要因素之一。已有的变压器热点温度计算方法主要包括经验热模型、热路等值模型、人工智能算法等,这些方法在计算准确性和实际应用方面各有不足。基于此,提出了基于多物理场仿真和神经网络算法相结合的油浸式变压器热点温度反演方法。借助多物理场仿真技术实现变压器的高精度模拟,以获取多种环境温度和负载升降变化运行断面下的可信样本,并提取环境温度、顶层油温、负载系数等特征参量作为输入,采用反向传播神经网络建立变压器热点温度的反演模型。以100 kVA/10 kV变压器为例进行分析,结果表明该文提出的热点温度计算方法可以实现负载系数和环境温度变化过程中热点温度的动态反演,其动态反演曲线和实际测量曲线均方根误差为0.94℃,较现有的导则经验公式和热路模型有更高的计算精度。     

谐波电流扰动下配电变压器损耗计算与绝缘寿命损失评估

针对谐波电流引起配电变压器损耗增加、热老化加速、绝缘寿命下降的问题,提出了一种计算谐波电流扰动下变压器空载损耗的方法。通过对Yyn0和Dyn11联结的配电变压器在谐波电流扰动下的杂散损耗分析,改进了基于谐波损耗因子的变压器负载损耗计算方法,修正了热点温度计算模型。以98℃为变压器热点温度基准值,利用6℃准则修正了IEEE C57.91中的绝缘纸相对老化因子计算方法。计算及试验结果表明:变压器损耗随谐波电流畸变率增大有较大增加,造成变压器绝缘系统寿命损失,缩短变压器运行寿命。     

500kV单相变压器直流偏磁下损耗及绕组热点温度的计算分析

为了分析直流偏磁对电力变压器顶层油温度和绕组热点温度的影响,本文提出了基于场路耦合模型和热路模型的直流偏磁下顶层油温度和绕组热点温度的计算方法.利用该方法计算分析了某500 kV单相自耦变压器在直流偏磁下的损耗、顶层油温度和绕组热点温度等的变化规律.直流偏磁后,变压器绕组损耗略有下降,铁心、夹件等钢结构件的损耗随直流偏磁电流的增大而增大.由于地磁感应电流(GIC)波形的短时脉冲特性,GIC作用下的变压器顶层油温升和绕组热点温升均低于相同直流偏磁电流下的稳态温升.本文的研究方法和结论对变压器耐受直流偏磁能力的研究具有一定的参考价值.     

一种主变压器热点温度实时计算解析模型

基于油浸式变压器的顶层油温-绕组等效热路,提出了一种主变压器绕组热点温度的解析模型,该模型能够根据当前采集的主变负载系数和顶层油温数据,实时计算热点温度。相应提出了绕组时间常数的确定方案。通过对某334 MV·A/500 k V主变压器进行实例计算与分析,并将结果与通过GB/T 15164—1994标准中的热点温度计算公式计算的结果进行比较,验证了所提出热点温度模型及计算方法的有效性和正确性,同时指出了GB/T 15164—1994标准中热点温度计算公式存在的缺陷。     

基于热点温度分析的配电变压器老化评价方法

针对当前配电变压器检试信息相对匮乏的问题,本文引入热点温度模型,结合Arrhenius温度计算公式计算绝缘纸的等效绝缘损耗,提出了一种基于热点温度的配电变压器老化评价方法。该方法为解决量大面广的配电变压器健康诊断量化分析提供了一种解决方案。