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。     

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。     

基于热路模型的变压器内部温升计算方法研究

为解决油浸式电力变压器内部温升在运行中难以获取的难题,针对运行工况及环境因素,提出了一种计算变压器实时损耗和散热热阻的方法,在此基础上建立了基于平均油温计算变压器顶油及热点温升的热路模型,分别对3台变压器的内部温度进行了计算,并与实测温度数据进行了比对分析。结果表明:计算得到的顶油温升最大误差不超过3 K,热点温升最大误差为4.3 K,均在工程应用误差范围内,验证了新建立的热路模型的准确性,可应用于现场实际运行变压器内部温度的预测。     

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。     

油浸式变压器顶层油温热路模型计算分析与检验

介绍了传统变压器内部热场的有限元方法模拟热路模型,并在此基础上,增加平均油温、太阳辐射等条件参数,对原有模型进行改进,利用光纤光栅温度测量系统,对变压器样机进行现场温升试验,并将热路修正模型计算结果与几台变压器实测温升数据进行对比,结果验证了该热路修正模型的精确性。     

基于Kalman滤波算法的电力变压器顶层油温预测研究

油浸式电力变压器油温是影响变压器运行寿命和负载能力的重要因素,与变压器顶层油温密切相关。运行在高温、过负荷情况下的变压器容易因为绕组热点温度过高导致早期故障,而顶层油温是变压器热点温度的重要指标。为能精确预测变压器顶层油温,通过分析基于变压器热路模型的顶层油温动态微分方程,构造基于Kalman滤波的顶层油温状态方程和测量方程,建立了顶层油温实时最优估计模型,实时地预测变压器顶层油温。结合现场实测数据对比分析Kalman滤波模型及IEEE导则推荐模型预测结果,结果表明Kalman滤波模型相对IEEE导则推荐模型具备更高的精度,为油浸式变压器顶层油温预测提供一种新的参考。     

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。     

油浸式变压器的简化热路模型

定义了损耗值和热阻值,建立了一个简化的热路模型,利用该模型,构建了变压器顶层、底层油温模型,并在这两种油温模型基础上,建立了绕组热点温度模型,并用模型进行了对比计算。     

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。     

Application of Kalman filter to hot‐spot temperature monitoring in oil‐immersed power transformer

Winding hot‐spot temperature (HST) is an important factor that affects the insulation life of an oil‐immersed power transformer. Thus, precise prediction and close monitoring of HSTs are necessary to avoid thermal damage. In this paper, a differential equation for HST prediction is presented, which takes into consideration the effects of the top‐oil temperature variations and thermal dynamics of the load. A discrete form of this equation based on the framework of the Kalman filter (KF) algorithm was used to establish a real‐time estimation model for the HST. The KF‐based model was validated by a sample heat‐run test involving a transformer setup in the laboratory. Moreover, the proposed model was applied to a real, large power transformer and compared with the classical IEEE‐Annex G method. Results show that the HSTs estimated by the KF‐based model are closer to the measured values. The exhibited potential applicability and generality in real‐time prediction for HST demonstrate that the proposed model can be employed for online monitoring of HSTs for large power transformers. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

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。     

金属波纹式储油柜油温油位曲线绘制方法研究

油温油位曲线是变压器的关键参数之一,对于准确判断变压器油位是否在安全范围内具有重要作用。首先简要介绍金属波纹式储油柜的结构及原理,并根据其结构特点详细推导了该种型式储油柜油温油位曲线的绘制方法,最后利用2台110 kV变压器的温升试验验证了理论推导所得曲线绘制方法的可行性。研究结果表明,理论推导所得油温油位曲线与实际曲线误差小,准确性高,曲线绘制方法具有现场应用价值。     

基于HST模型的变压器寿命评估和优化检修系统开发

电力变压器目前广泛采用的检修方式是定期检修,正确评估运行中变压器的可靠性水平是状态检修成功与否的关键,基于此,开发基于热点温度(Hot Spot Temperature,HST)的变压器寿命评估和优化检修模型,该模型中,以阿列纽斯的反应速率理论和威布尔分布为理论基础,描述变压器的老化过程,目的是为了求解变压器失效率λ,并通过指数形式的方程组来计算HST,即通过分别求解顶层油温相对于环境温度的温升,绕组HST相对于变压器顶部油温的增量和滞后的环境温度,从而得到绕组的HST(为前述三者之和)。同时基于该模型,开发基于Java语言和My SQL数据库的软件分析系统,该系统优化变压器检修流程,在软件系统中对热点区进行统计分析得到相应的诊断结果,同时提供了丰富的变压器检修分析模块及界面,可有效减少检修次数,提高变压器利用系数,提高设备的可靠性。     

基于T-S模型的电力变压器顶层油温预测研究

为准确估算电力变压器绕组热点温度，对变压器安全运行和寿命评估提供辅助依据，建立了一个基于Takagi- Sugeno(T-S))的变压器顶层油温预测模型。模型的前件参数由模糊C均值聚类算法确定，后件参数由加权最小二乘法离线辨识，并用现场实测数据对模型后件参数进行在线调整。通过对实测数据的仿真实验表明，该模型以简单的模糊规则实现了变压器顶层油温的预测，且模型的预测精度优于IEEE推荐的变压器顶层油温经验模型，从而提高其绕组热点温度计算的精度。     

变压器测温偏差异常的分析与解决

遥测监视变压器的准确温度,是确保变压器运行安全的重要预警手段。针对变电站主变压器温度与遥测温度存在偏差,并存在大于运行规定的问题,通过对变压器测温原理的分析与综合因素的调研,确认温度变送器输入端收到杂波干扰是造成温度偏差异常的主要原因。介绍了有效解决温度偏差问题所采取谐波的技术。     

油浸式电流互感器一次绕组温升特性的计算与分析

分析了油浸式电流互感器一次绕组内外变压器油的流动与换热特性,提出了一套计算其流动与温升特性的数学模型,并研制了通用计算机软件。计算结果与不同规格、不同工况的产品试验结果基本一致。该计算方法和软件对提高油浸式电流互感器热设计水平、保证产品可靠性具有重要意义。该方法原则上也适用其他流体（ 如ＳＦ６） 作为绝缘介质的互感器热性能计算与分析。     

Investigation of the ambient temperature effects on transformer’s insulation life

The insulation hot spot temperature (HST) represents the most important limiting factor of a transformer insulation life. Ambient temperature involved in the HST computations in all transformer thermal models affects insulation life-time directly or indirectly. Regarding the importance of the ambient temperature in transformer’s insulation life, in this paper a new thermal model for the estimation of HST in transformers has been proposed and using this thermal model, the effect of the ambient temperature on HST and transformer insulation life is investigated. The proposed model has been validated using real data gathered from a 180 MVA transformer.     

500 kV变压器油质异常的处理

分析研究11台不同国家生产的500 kV变压器油质状况以及国产油与进口油混合问题,对今后500kV变压器油的补油和换油问题、可能发生的各种变化、设备隐患的分析以及500 kV变压器油的监督和管理,提供了分析数据。     

高温超导变压器研发进展综述

与传统常规变压器相比,超导变压器具有很多优势,如体积小、重量轻、损耗低、无污染火灾隐患等。近十几年来,随着高温超导线材取得重要的研究进展,国际上相继开展了高温超导变压器的研发,已有三台样机成功地完成了挂网试验。简要介绍了近年来国内外高温超导变压器（包括电力变压器和机车变压器）的研发情况以及近期几个基于第二代高温超导线材的高温超导变压器项目,并指出随着高温超导线材的技术发展,限流变压器的研究值得关注。