[發明專利]一種變壓器溫度模型簡化方法

在審

• 申請號: 201710128250.7
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106909746A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 魏本剛;黃華;姚周飛;李可軍;婁杰;張鈺瑩
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;山東大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種變壓器溫度模型簡化方法。

背景技術

變壓器是電力系統的重要設備，在電力工程中的各個領域上獲得了廣泛的應用，對電能的經濟傳輸、安全使用和靈活分配具有重要意義。隨著城市化進程的不斷發展，城區規劃區域不斷擴大；同時，生活水平的提高使得城區的用電負荷快速增加,這也提高了城區內變電站的建設數量。由于社會生活對電氣的依賴程度大大提高，對供電設備的質量要求也比過去更為嚴格。

變壓器內部的熱力特性是衡量變壓器內部絕緣老化和預測壽命的依據，對于變壓器內部的溫度分布特性的研究是保證變壓器穩定運行的關鍵條件。

綜合考慮土地占用面積及城市環境協調等問題，上海、北京、廣州等大型都市新建的110kV級以上變電站中地下變電站及戶內變電站的比例越來越大。由于空間限制和電力設備散熱需求，地下變及戶內變變壓器的冷卻系統往往需采用與變壓器本體分離設計的方式。隨著分體式變壓器的普及，研究其熱模型以及影響其散熱的因素具有重要意義。

目前，對一體式變壓器熱模型的研究比較成熟，但對于分體式變壓器熱模型的研究尚在起步階段。由于分體式變壓器采用變壓器本體和散熱器相分離的結構設計，變壓器的本體和散熱器可以分別位于兩個不同的散熱空間。結構上的改變使得分體式變壓器的熱模型有異于傳統的一體式變壓器——一體式變壓器的散熱會受到主體本身的強烈影響，而分體式變壓器受到的影響較為微弱，但兩者在產熱和散熱的原理上大致相同。因此，如何對一體式變壓器和分體式變壓器的溫度模型進行區分，并針對不同的特點建立熱模型成為一個重要問題。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種變壓器溫度模型簡化方法，本方法針對一體式變壓器和分體式變壓器結構上的不同來確立其熱模型,通過設置不同的簡化條件來實現對一體式變壓器和分體式變壓器的熱模型簡化。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種變壓器溫度模型簡化方法，確定主要熱源，計算變壓器熱模型，將熱源視為均勻發熱體，確定變壓器的類型，若為一體式變壓器，其散熱器內壁的環境溫度簡化的等效為本體的外殼溫度；若為分體式變壓器，散熱器外殼所處溫度視為不受本體溫度影響的外界自然環境溫度。

在計算變壓器熱模型時，僅考慮主要發熱器件和主要散熱器件，變壓器運行時變壓器的電路和磁路的主要組成部分，即繞組、鐵心、引線及鋼管構件，是主要熱源，這些部件的損耗全部轉化為熱量；其中繞組產生的損耗占總損耗的80％左右，是變壓器的最主要熱源。

在自然油循環冷卻的變壓器中，油箱和散熱器的主要散熱方式為自然對流散熱。

一體式變壓器的主體和散熱器之間的距離非常小，且在同一散熱空間下，因此主體殼體的溫度對散熱器內壁溫度的影響非常大，因此一體式變壓器的散熱器內壁的環境溫度簡化的等效為本體的外殼溫度。

由于分體式變壓器采用變壓器本體和散熱器相分離的結構設計，變壓器本體和散熱器可以分別位于兩個不同的散熱空間，因此忽略本體溫度對散熱器的影響，分體式變壓器的散熱器外殼所處溫度則近似看為不受本體溫度影響的外界自然環境溫度。

當忽略一體式變壓器的熱輻射影響，得到分體式變壓器的熱模型。

當處理分體式變壓器熱模型時考慮熱輻射的影響，得到一體式變壓器的熱模型。

一種一體式變壓器溫度模型簡化方法，確定主要熱源，計算變壓器熱模型，將熱源視為均勻發熱體，基于一體式變壓器的主體和散熱器在同一散熱空間下，將散熱器內壁的環境溫度簡化的等效為本體的外殼溫度，若已有分體式變壓器的熱模型，考慮熱輻射的影響，以得到一體式變壓器的熱模型。

一種分體式變壓器溫度模型簡化方法，確定主要熱源，計算變壓器熱模型，將熱源視為均勻發熱體，基于變壓器本體和散熱器相分離，且分別位于兩個不同的散熱空間的結構，忽略本體溫度對散熱器的影響，視為外界自然環境溫度；若已有一體式變壓器的熱模型，忽略熱輻射的影響，以得到分體式變壓器的熱模型。

本發明的有益效果為：

本發明能夠根據一體式變壓器和分體式變壓器結構的不同分別對兩者熱模型進行簡化，從而可以明確一體式變壓器和分體式變壓器的主要散熱區別。進而可以進一步的在原有的一體式變壓器模型的基礎上，通過合理的推導得到可信的分體式變壓器的熱模型。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1為一體式變壓器簡化示意圖；