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三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法及装置

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法及装置

技术领域

本发明涉及变压器技术领域,尤其涉及一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法及装置。

背景技术

电力变压器在电力系统中担任着能量转换和传输的重要任务,是电力系统中不可或缺而又昂贵的设备。一旦变压器出现故障损坏,将严重影响电力系统的安全运行,甚至导致大面积的停电事故。而变压器运行时的故障类型大部分为过热性故障,即运行中变压器局部温度过高,绝缘材料会发生热老化问题导致其绝缘性能降低,从而会有绝缘被击穿的危险。因此,准确获取运行中变压器的热点温度对延长变压器的运行寿命、提高变压器的利用率具有重要意义。

现有技术为获得变压器的热点温度,通常通过分析变压器的内部结构、发热情况以及散热原理,基于传热学和热电类比理论知识建立变压器的单相热路模型,通过所建立的单相热路模型建立热流微分方程来求解热点温度的值。

但在变压器运行的过程中,还存在三相不平衡的问题;三相不平衡问题会使变压器附加损耗增加、热点温度升高,从而降低绝缘性能,降低变压器出力,影响其带负荷能力,缩短变压器的寿命,严重影响了配网的可靠、安全供电。但目前对于热点温度的求解都基于三相负荷平衡条件下进行求解的,并未考虑三相不平衡运行的条件下如何计算各相热点温度。

发明内容

本发明实施例提供一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法及装置,能解决三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算的问题,提高变压器运行的安全性。

本发明一实施例提供一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法,包括:

获取变压器的基础参数;其中,所述基础参数包括:铁芯损耗、各相线圈质量、各相绕组的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、铁芯质量、油箱质量、夹件质量、变压器油质量、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数、绝缘油参数以及环境温度;

根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程;

求解所述热流微分方程,确定A相绕组温度、B相绕组温度、C相绕组温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度;

根据A相绕组温度、B相绕组温度以及C相绕组温度确定最高相热点温度;

根据所述最高相热点温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度监测变压器的运行。

进一步地,所述根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程,包括:

根据线圈的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、A相线圈质量、B相线圈质量、C相线圈质量、铁芯的质量、油箱的质量以及夹件的质量,确定A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容;

根据所述铁芯损耗确定杂散损耗;

根据变压器油箱的表面积和油箱单位面积上的太阳辐射功率确定油箱壁上的热量损耗;其中,所述油箱单位面积上的太阳辐射功率根据太阳对变压器的辐射角度确定;

根据绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数,确定A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积;

根据A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积、油箱与空气的接触面积、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数,确定A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻;其中,绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数由迭代过程中的瞬时顶层油温确定;

根据各相绕组损耗、杂散损耗、油箱壁上的热量损耗、A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻、变压器油与外部环境的热阻、A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容,构建三相热路模型以及与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程。

进一步地,所述根据线圈的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、A相线圈质量、B相线圈质量、C相线圈质量、铁芯的质量、油箱的质量、夹件的质量以及变压器油质量,确定A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容,包括:

通过以下公式计算得到A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容:

C

其中,C

进一步地,所述根据绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数,确定A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积,包括:

通过以下公式计算得到A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积:

其中,l

进一步地,所述根据A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积、油箱与空气的接触面积、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数,确定A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻,包括:

通过以下公式计算得到A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻:

其中,R

进一步地,所述热流微分方程为:

其中,P

在上述方法项实施例的基础上,本发明对应提供了装置项实施例;

本发明一实施例对应提供了一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算装置,包括:基础参数获取模块、三相热路模型搭建模块、温度参数求解模块、三相热点确定模块以及监测模块;

所述基础参数获取模块,用于获取变压器的基础参数;其中,所述基础参数包括:铁芯损耗、各相线圈质量、各相绕组的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、铁芯质量、油箱质量、夹件质量、变压器油质量、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数、绝缘油参数以及环境温度;

所述三相热路模型搭建模块,用于根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程;

所述温度参数求解模块,用于求解所述热流微分方程,确定A相绕组温度、B相绕组温度、C相绕组温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度;

所述三相热点确定模块,用于根据A相绕组温度、B相绕组温度以及C相绕组温度确定最高相热点温度;

所述监测模块,用于根据所述最高相热点温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度监测变压器的运行。

进一步地,所述根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程,包括:

根据线圈的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、A相线圈质量、B相线圈质量、C相线圈质量、铁芯的质量、油箱的质量以及夹件的质量,确定A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容;

根据所述铁芯损耗确定杂散损耗;

根据变压器油箱的表面积和油箱单位面积上的太阳辐射功率确定油箱壁上的热量损耗;其中,所述油箱单位面积上的太阳辐射功率根据太阳对变压器的辐射角度确定;

根据绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数,确定A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积;

根据A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积、油箱与空气的接触面积、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数,确定A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻;其中,绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数由迭代过程中的瞬时顶层油温确定;

根据各相绕组损耗、杂散损耗、油箱壁上的热量损耗、A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻、变压器油与外部环境的热阻、A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容,构建三相热路模型以及与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程。

本发明另一实施例提供了一种终端设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法。

本发明另一实施例提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法。

通过实施本发明具有如下有益效果:

本发明提供了一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法及装置,所述方法通过获取变压器的基础参数;其中,所述基础参数包括:铁芯损耗、各相线圈质量、各相绕组的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、铁芯质量、油箱质量、夹件质量、变压器油质量、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数、绝缘油参数以及环境温度;根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程;继而根据三相热路模型和热流微分方程确定在三相不平衡负载下时,变压器的各相绕组的温度,并确定各相绕组中最高项绕组温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度,以实现对三相不平衡负载下变压器运行时的温度的全面监测,解决三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算的问题,提高变压器运行的安全性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法的流程示意图。

图2是本发明一实施例提供的一种配电变压器运行中的传热过程示意图。

图3是本发明一实施例提供的变压器三相热路模型示意图。

图4是本发明一实施例提供的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示,是本发明一实施例提供的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法,包括:

步骤S1:获取变压器的基础参数;其中,所述基础参数包括:铁芯损耗、各相线圈质量、各相绕组的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、铁芯质量、油箱质量、夹件质量、变压器油质量、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数、绝缘油参数以及环境温度;

步骤S2:根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程;

步骤S3:求解所述热流微分方程,确定A相绕组温度、B相绕组温度、C相绕组温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度;

步骤S4:根据A相绕组温度、B相绕组温度以及C相绕组温度确定最高相热点温度;根据所述最高相热点温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度监测变压器的运行。

对于步骤S1、根据相应的变压器型号,根据厂家提供的出厂信息以及查阅相关物理参数文件获取到变压器的基础参数。具体的基础参数包括:铁芯损耗、各相线圈质量、各相绕组的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、铁芯质量、油箱质量、夹件质量、变压器油质量、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数、绝缘油参数以及环境温度。优选的,还可结合实际工况获取变变压器的初始电流、外施电压与负载电流。

对于步骤S2、根据变压器的基础参数构建变压器三相热路模型以及热流微分方程。

在一个优选的实施例中,所述根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程,包括:根据线圈的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、A相线圈质量、B相线圈质量、C相线圈质量、铁芯的质量、油箱的质量以及夹件的质量,确定A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容;根据所述铁芯损耗确定杂散损耗;根据变压器油箱的表面积和油箱单位面积上的太阳辐射功率确定油箱壁上的热量损耗;其中,所述油箱单位面积上的太阳辐射功率根据太阳对变压器的辐射角度确定;根据绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数,确定A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积;根据A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积、油箱与空气的接触面积、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数,确定A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻;其中,绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数由迭代过程中的瞬时顶层油温确定;根据各相绕组损耗、杂散损耗、油箱壁上的热量损耗、A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻、变压器油与外部环境的热阻、A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容,构建三相热路模型以及与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程。

具体的,如图2所示是本发明实施例提供的一种配电变压器运行中的传热过程示意图。首先是由变压器的各相绕组、铁芯和其他金属部件产生的热量,通过热对流和热传导的方式传递至变压器油,再通过热对流的方式传递至变压器的油箱壁处,最后油箱壁处的热量通过热对流和热辐射的方式传递到外部环境中。配电变压器运行过程中变压器内部热量传递的过程可以类比于电路中电流的流动过程,热量通过热阻产生温差类似于电流通过电阻产生电压的过程。因此,基于上述配电变压器内部结构以及内部热量传递过程,可根据热电类比理论建立变压器三相热路模型;其中,在构建变压器三相热路模型时,利用热阻来表示换热效率,与电路模型中的电阻与电流传输效率之间的关系相对应;利用热容来表示介质(即变压器的各传热部件)对热能的储存能力,与电路模型中的电容储存电能的物理过程相对应;利用与电源相对应的热源来描述温度或者能量的产生,若该处的温度是已知的,则用电压源表示,若该处单位时间热量产生是已知的,则用电流源表示;进一步地,考虑到变压器在三相不平衡负载下的运行情况,将绕组分成A、B、C三相进行建模分析,继而构建如图3所示的变压器三相热路模型。在图中,P

基于所构建的变压器三相热路模型,可对变压器三相热路模型中的θ

在一个优选的实施例中,所述热流微分方程为:

其中,P

在上述所构建的热流微分方程中,有一些参数是需要基于变压器的基础参数进行进一步计算得到的,主要包括热源的计算、各个热容的计算和各个热阻的计算。

对于热源的计算,需要先确定铁芯损耗P

其中,P

进一步地,通过以下公式计算杂散损耗:

P

根据变压器油箱的表面积和油箱单位面积上的太阳辐射功率确定油箱壁上的热量损耗,计算公式如下:

P

P

其中,P

由于热容的大小和温度无关,可以直接根据变压器的基础参数直接计算确定。对于各个热容的计算,在一个优选的实施例中,所述根据线圈的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、A相线圈质量、B相线圈质量、C相线圈质量、铁芯的质量、油箱的质量,夹件的质量以及变压器油质量,确定A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容,包括:

通过以下公式计算得到A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容:

其中,C

对于ONAN(油浸自冷)冷却方式,变压器油的热容由以下公式计算得到:

C

其中,C

对于各个热阻的计算,根据非线性热阻反比于热传递系数,变压器内部的非线性热阻计算公式如下:

其中,h

对于上述流换热系数可通过以下的实验关联式进行计算:

其中,Nu为努塞尔数;C和n为常数,C和n的值与流体流动状态有关;Gr为格拉晓夫数;Pr为普朗特数;λ为流体热导率,单位为W·m

通过上述实验关联式可以得到对流传热系数为:

其中,C和n的数值取决于变压器油在油箱内的油流方式,油流方式分为层流和湍流,其取值如下表所示。

由于配电变压器一般为ONAN冷却方式,变压器油在开始循环时的油流速度为0,所以变压器油在油箱内的循环流态为层流,C取0.59,n取0.25。

此外,由于在传热过程中,油的物性参数随温度变化而变化,为减小计算误差,需考虑流体物性参数受温度的影响,变压器油物性参数如下式所示:

/>

在一个优选的实施例中,在根据上述热传递理论确定了上述各参数后,对各相绕组、铁芯、夹件、油箱壁与变压器油或外部环境的传热热阻的计算。

所述根据绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数,确定A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积,包括:

通过以下公式计算得到A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积:

其中,l

所述根据A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积、油箱与空气的接触面积、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数,确定A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻,包括:

通过以下公式计算得到A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻:

其中,R

在完成上述热源的计算、各个热容的计算和各个热阻的计算后,将迭代计算后所确定的中间计算值再次代入上述所构建的热流微分方程中,使得该热流微分方程中除所需求解的7个温度节点外的其余参数都为已知量或已知计算量。

对于步骤S3、利用四阶经典龙格-库塔法算法对上述所建立的热流微分方程组进行求解获得A相绕组温度θ

对于步骤S4、根据所求解的A相绕组温度θ

在上述方法项实施例的基础上,本发明对应提供了装置项实施例。

如图3所示,本发明一实施例提供了一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算装置,包括:基础参数获取模块、三相热路模型搭建模块、温度参数求解模块、三相热点确定模块以及监测模块;

所述基础参数获取模块,用于获取变压器的基础参数;其中,所述基础参数包括:铁芯损耗、各相线圈质量、各相绕组的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、铁芯质量、油箱质量、夹件质量、变压器油质量、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数、绝缘油参数以及环境温度;

所述三相热路模型搭建模块,用于根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程;

所述温度参数求解模块,用于求解所述热流微分方程,确定A相绕组温度、B相绕组温度、C相绕组温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度;

所述三相热点确定模块,用于根据A相绕组温度、B相绕组温度以及C相绕组温度确定最高相热点温度;

所述监测模块,用于根据所述最高相热点温度、铁芯温度、夹件温度、油箱壁温度以及变压器油的顶层温度监测变压器的运行。

在一个优选的实施例中,所述根据所述基础参数构建变压器三相热路模型,并确定与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程,包括:

根据线圈的比热容、铁芯的比热容、钢的比热容、A相线圈质量、B相线圈质量、C相线圈质量、铁芯的质量、油箱的质量以及夹件的质量,确定A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容;

根据所述铁芯损耗确定杂散损耗;

根据变压器油箱的表面积和油箱单位面积上的太阳辐射功率确定油箱壁上的热量损耗;其中,所述油箱单位面积上的太阳辐射功率根据太阳对变压器的辐射角度确定;

根据绕组长度参数、铁芯长度参数、夹件长度参数、油箱内壁长度参数、油箱外壳长度参数,确定A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积以及油箱与空气的接触面积;

根据A相绕组与变压器油的接触面积、B相绕组与变压器油的接触面积、C相绕组与变压器油的接触面积、铁芯与变压器油的接触面积、夹件与变压器油的接触面积、油箱与变压器油的接触面积、油箱与空气的接触面积、绕组特征尺寸长度、铁芯特征尺寸长度、夹件特征尺寸长度、油箱特征尺寸长度、绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数,确定A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻以及变压器油与外部环境的热阻;其中,绝缘油的密度、绝缘油的比热容、绝缘油的热传导系数以及绝缘油的粘度系数由迭代过程中的瞬时顶层油温确定;

根据各相绕组损耗、杂散损耗、油箱壁上的热量损耗、A相绕组与变压器油的传热热阻、B相绕组与变压器油的传热热阻、C相绕组与变压器油的传热热阻、铁芯与变压器油的传热热阻、夹件与变压器油的传热热阻、油箱与变压器油的热阻、变压器油与外部环境的热阻、A相绕组的热容、B相绕组的热容、C相绕组的热容、铁芯的热容、夹件的热容、油箱的热容以及变压器油的热容,构建三相热路模型以及与所述变压器三相热路模型相对应的热流微分方程。

需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到,为了方便和简洁,上述描述的装置的具体工作过程,可参考前述方法实施例中对应的过程,在此不再赘述。

在上述方法项实施例的基础上,本发明对应提供了终端设备项实施例。

本发明一实施例提供了一种终端设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任意一项所述的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器、存储器。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,所述处理器是所述终端设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序,以及调用存储在存储器内的数据,实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

在上述方法项实施例的基础上,本发明对应提供了存储介质项实施例。

本发明一实施例提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行本发明中任意一项所述的一种三相不平衡负载下变压器各相热点温度计算方法。

所述存储介质为计算机可读存储介质,所述计算机程序存储在所述计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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