以箱壁温度为判据的油浸式变压器绕组热点温度计算模型及试验分析

电力变压器的热点温度是影响其绝缘寿命非常重要的因素,准确估计电力变压器热点温度,有助于提高电力变压器的经济与安全运行水平。为此,提出了一种估计变压器绕组热点温度的改进方法。该方法依据变压器热路模型,采用变压器油箱壁温度来估计绕组热点温度。为了验证该方法的准确性,在实验室的试验变压器上进行了负载试验,得到不同负载下的变压...     

变压器风险评价中的绝缘寿命损失研究

电力变压器作为电力系统中最重要的设备,保证其长时间的安全稳定运行至关重要。影响变压器绝缘寿命最关键的因素是热点温度。利用Susa模型在Matlab/Simulink环境下建立了变压器热点温度的仿真模型,模拟了变负载情况下变压器内部温度的变化情况。基于该热点温度计算模型与等值老化模型对变压器一天内的绝缘寿命损失进行了评估,利用该方法能够实现对变压器实际运行寿命的预测。     

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。     

油浸式电力变压器动态热路改进模型

油浸式电力变压器绕组的热点温度是指导变压器负载运行方式和影响变压器绝缘寿命的重要参数,准确计算绕组热点温度具有重要意义。在分析运行变压器散热过程的基础上,考虑油箱外壁与周围环境的热量传递,利用传热学原理和热电类比方法,定义非线性热阻和集总热容,并考虑油粘度随温度的变化,建立电力变压器动态等效热路的改进计算模型。将模型的计算结果与实验室自然油循环自然空气(oilnatural-air natural,ONAN)冷却方式下100 kVA/5 kV油浸式温升试验变压器实测数据和IEEE Std C57.91推荐方法计算值进行对比,比较结果表明:通过改进模型计算的变压器顶层油温和绕组热点温度具有较高的精度。     

基于解析-数值技术的变压器绕组温度分布计算

油浸式电力变压器的热特性作为变压器设计制造与运行过程屮的重要参量,是衡量变压器在日常负载以及过负载条件下运行寿命的一个重要指标。为此,提出了一种解析技术与数值分析相结合的热模型计算变压器绕组温度分布,计算中所需的变山器内部热源分布以及边界条件由解析逼近定出。将该模型应用于100kVA/5kV温升用油浸式变压器的各种负载情况,并将计算结果与实验室温升试验的结果进行了对比,结果表明:该模型的最大误差为4.5℃,相对误差小于8.7%,能用于实时计算运行变压器的绕组温度分布。同时应用该模型可为运行变压器的热点定位研究提供新的思路。     

改进的油浸式电力变压器绕组热点温度计算和在线监测及运行分析

针对变压器绕组热点温度的计算模型,采用变步长的Runge-Kutta方法对计算模型求解,实时计算变压器的顶层油温和绕组最热点温度。建立针对变压器的实时在线监测系统,实现变压器运行情况的监测分析,采用先进的计算方法对变压器热点温度计算模型求解,提高计算精度;并对变压器短期过负载能力进行科学合理预测。     

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K-means算法的10 kV变压器负载状态检测方法

针对平均状态下的热点温度单一、不同负载状态检测响应时间较长的问题，为提高响应速度，基于K-means算法，设计了一种10 kV变压器负载状态检测方法。建立10 kV变压器负载模型，压缩重叠向量矩阵，综合计量变压器负载状态参数指标；计算不同负载状态热点温度，分别讨论正常周期性负载、长期急救负载、短期急救负载等不同负载状态热点温度；基于K-means算法评估变压器负载状态，计算欧式距离与平均距离，求解负载状态指标，完成10 kV变压器负载状态检测。实例测试结果表明，该算法应用后的正常周期性负载、长期急救负载、短期急救负载条件下最大响应时间为0.36 s,0.6 s,0.2 s，对变压器负载状态的检测能力更强。     

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。     

改进的变压器绕组热点温度估算方法

根据变压器铁心和绕组的发热过程,详细分析了变压器铁心损耗和负载损耗的组成以及其对变压器顶层油温和热点温度的影响,从实际物理意义的角度详细解释了GB/T 15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》推荐的绕组热点温度计算方程各参数项的含义。在此基础上,对推荐方程中的绕组指数和油指数项进行了调整和修改,使其对应的物理意义更加合理。文章最后比较了负载导则中推荐方程和改进方程的计算结果,二者反映的热点温度变化趋势相近,计算结果相差较小,改进方程在安全性方面显示出更高的可靠性。     

基于热电类比原理的变压器负载能力评估模型

为了充分挖掘和利用变压器的负载能力,基于热电类比原理,建立了新的温度估算模型。首先引入日照辐射作为新的热源,并考虑温度对油黏度的影响,对热导进行修正。接着在给定工况下,以顶层油温、热点温度、相对寿命损失、故障率以及辅助设备容量等级为约束条件,建立基于热电类比原理的变压器负载能力评估模型。最后对1台50 MVA的变压器进行油温和负载能力测试,结果表明:相比于唐-油温模型以及相关导则推荐方法,新模型计算得到的顶层油温与热点温度误差更小;在不同的负载类型下,变压器负载能力呈现出不同的特征。     

基于遗传优化支持向量机的变压器绕组热点温度预测模型

油浸式电力变压器的运行寿命及负载能力与绕组热点温度密切相关。精确预测变压器绕组的热点温度,是有效预防变压器热故障、准确预测变压器运行寿命和优化变压器设计的关键技术之一。论文研究了绕组热点温度支持向量机建模。为提高模型预测的精确度,选用径向基核函数优化模型结构;利用遗传算法对参数进行寻优。结合实验室模拟温升变压器绕组温度实测数据,提取输入和输出的特征量,并划分训练集和预测集,建立了基于遗传优化支持向量机的变压器绕组热点温度预测模型。实验表明:应用本文模型预测结果与实测值基本一致,优于BP神经网络以及Elman神经网络的预测结果。     

基于等值老化的变压器绝缘寿命损失研究

电力变压器在长期运行过程中,其内部绝缘会逐渐老化直至寿命终止,在此期间,热点温度是影响变压器绝缘寿命的最关键因素。为此,笔者统计并建立了影响变压器热点温度的两个最重要因素:负载系数及环境温度的变化模型,通过Ornstein-Uhlenbeck过程对这两个因素在变化过程中存在的随机性进行了模拟。最后,基于IEEE负载导则提供的等值老化模型,利用蒙特卡洛法分析讨论了理想与实际情况下变压器绝缘的年寿命损失,由此实现对变压器使用年限的预测。     

油浸式电力变压器绕组温度场的二维仿真分析

介绍了用于计算油浸式电力变压器绕组温升的FLUENT模型,对其模拟方案进行了分析,并对油浸式电力变压器绕组的温度场分布及热点温度进行了研究.     

三相不平衡对配电变压器带负载能力的影响研究

配电网中三相不平衡问题普遍存在,三相不平衡会使配电变压器单相过载导致损耗增加、热点温度升高,进而加快绝缘老化速度、降低变压器带负载能力及运行寿命。文章推导了配电变压器在三相不平衡运行时的绕组热点温度的计算模型,并基于绕组热点温度限制和容许过载倍数限制对三相不平衡时配电变压器的过载能力进行评估,最终给出了各负载类型运行区域的约束条件,为油浸式配电变压器的安全、经济运行提供了参考。     

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LSTSVR模型的边缘计算预测变压器平均油温及绕组热点温度

变压器绕组的热点温度过高,会导致变压器绝缘脆解、裂化甚至击穿短路。因此及时、准确地预测出变压器绕组的热点温度,对提高变压器运行的安全可靠性至关重要。利用最小二乘双支持向量回归机(LSTSVR)作为边缘计算模型,将变压器油中气体色谱分析数据信息与变压器负载电流、环境温度、顶层油温、上死角温度等变压器运行信息结合,构建监测系统架构,预测变压器的平均油温,并计算出绕组热点温度。将所提方法得到的数据与实测数据进行对比,结果利用LSTSVR模型实现了变压器平均油温及绕组热点温度的准确预测,且该模型的预测精度优于最小二乘支持向量回归机模型,有效地提高了绕组热点温度测量的精度。现场实例也证明了所提方法的有效性和可靠性。     

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。     

谐波电流下油浸式配电变压器负载损耗及绕组热点温度分析

为了研究电流畸变情况下油浸式配电变压器负载损耗和绕组热点温度的变化规律,基于IEEE StdC57.110中的绕组涡流谐波损耗因子和杂散谐波损耗因子,并考虑绕组在谐波电流下的集肤效应会增强,定义了绕组电阻谐波损耗因子,从而建立了变压器在谐波电流下负载损耗计算模型。考虑到绕组涡流损耗密度分布不均对绕组热点温度的影响,利用文中所建立的变压器在谐波电流下负载损耗计算模型修正了IEEE Std C57.110:2008的绕组热点温度计算公式。分析结果表明,谐波电流会引起较大的额外负载损耗,谐波畸变率为40%和60%时负载损耗分别增加了近0.5倍和1倍,此时顶层油温和热点温度也有较大增加,顶层油温升和热点温升在畸变率为40%时分别达到了71.6、102.7 K,远超过温升限值。同时发现谐波频率越高,负载损耗和热点温升增加越快。