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。     

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。     

变压器绕组温度的软件计算值与光纤实测值之间的差异对比分析

对GB/T 1094.7-2008《电力变压器油浸式电力变压器负载导则》中热点温度计算模型进行了改进。通过试验测得了绕组热点温度随负载系数变化的曲线及计算模型所需温度数据,分析了两者差异的产生原因。     

太阳辐射对变压器热点温度计算影响的分析

当油浸式变压器处在较高的环境温度以及受到强太阳副射时,其绕组的热点温度很有可能会超过允许的最高温度,这在威胁变压器安全运行的同时,将很大程度上削减变压器的绝缘寿命。因此,有必要研究太阳辐射对变压器热行为的影响。本文提出了一种计算作用于变压器上的太阳辐射功率的模型,并且将其折算成变压器热点温度计算的一个热源功率。通过对导则模型的简单修改和对比后发现,在变压器热点计算以及日常运行时,太阳辐射的影响不可忽略。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大型变压器的特殊温升试验

介绍了大型变压器在急救负载或冷却器停运两种特殊情况下绕组热点温度的变化情况 ,验证了GB/T15 16 4— 1994《油浸式电力变压器负载导则》的有关内容     

核电站用1E级电缆热老化寿命研究

对绝缘材料做热老化实验确定热寿命方程,通过统计的方法确定等效环境温度,计算出额定载流量,进一步计算出不同负载因数下的电缆导体温度,将不同的导体温度分别带入热老化寿命方程确定电缆的热老化寿命,从而计算出不同负载因数下的电缆热老化寿命,对核电站实际运行情况下的电缆老化管理具有现实指导意义。     

基于卡尔曼滤波算法的油浸式变压器绕组热点温度预测研究

本文作者研究基于卡尔曼滤波算法的油浸式变压器绕组热点温度预测模型,为有效分析此类变压器绝缘寿命提供依据。采集影响绕组热点温度的相关数据并构成基础数据库,构建变压器绕组线性离散热点温度模型,通过向该模型内叠加基础数据库内的噪声数据,获得热点温度的状态与测量方程,经由两种方程运算得出绕组的历史热点温度值,以此温度值作为输入参量,结合卡尔曼滤波算法构建变压器绕组热点温度预测模型,通过该模型中预测与校正两阶段的迭代运算,得到绕组热点温度的最佳实时预测结果输出。结果显示,该模型可预测出不同运行负载下的油浸式变压器绕组热点温度,得到平滑消噪且与实测数据相吻合的预测值;依据预测结果得知,变压器的绕组热点温度与季节、环境温度、负载均存在一定的相关性。     

大型器的特殊温升试验

介绍了大型变压器在急救负载或冷却器停运两种特殊情况下绕组热点温度的变化情况，验证了GB／T15164－1994《油浸式电力变压器负载导则》的有关内容。     

油浸变压器正常过负荷能力

本文根据水利电力部颁发《电力变压器运行规程》关于正常过负荷运行的规定,详细介绍变压器正常过负荷能力;变压器热分布和最热点温度计算;变压器绝缘寿命损失计算;等值环境温度的考虑和变压器正常过负荷曲线制定的原则等内容.可供电力系统生产、调度和运行人员参考。     

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。     

谐波对变压器绝缘老化的影响分析

变压器作为必要的变电设备,其安全经济运行至关重要.为研究谐波对变压器绝缘老化的影响,从理论上分析最热点温度与谐波含量的关系,及最热点温度对变压器热老化率、老化加速因子及剩余寿命3个指标的影响,通过仿真分别绘制了自然油循环、强迫油循环、强迫油循环导向3种冷却方式下变压器热老化率、绝缘老化加速因子、剩余寿命与谐波电流总畸变...     

基于FVM的油浸风冷变压器测温研究

以一台31500k VA自然油风冷变压器为仿真对象,应用控制体积法仿真计算变压器的三维温度场,得到在不同负载、不同环境温度下的热点温度及位置,并将仿真结果与传统计算结果、实验结果进行了对比,得出仿真结果更接近实际值,同时分析了负载、环境温度以及散热器对绕组热点温度的影响,对变压器测温系统有一定的的指导意义。利用是否加散热器仿真不同散热条件,得出在同一绕组的不同位置即相间和正对油箱的位置温度不同,且相间的温度稍高一些,在不同散热条件下,位置略有变化。     

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。     

绕包干式变压器最热点温升及绝缘老化的探讨

叙述了计算绕包干式变压器绕组温升分布和确定绕组最热点温升的方法,并对其绝缘热老化的机理和老化速度进行了探讨。     

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。     

变压器热点温度和等值老化热特征参数的研究

笔者阐述了变压器负载导则IEC 60076-7:2005推荐的内部温升差分方程解法中热特征参数的含义,分析了各热特征参数对计算结果的影响。基于热特征参数均匀分布模型和正态分布模型,运用蒙特卡洛法分析了典型负荷和高负荷下的变压器热点温升最大值和绝缘等值老化时间。结果表明,在典型负荷下热特征参数对计算结果影响较小,采用推荐值能满足估算需求;但是在高负荷下的影响较大,如果需要得到较精确的结果,需进一步确定热特征参数。