一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法

摘要

本发明公开了一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法，包括以下步骤：获取变压器相关热参数、通过拟合热点相对顶层油温变化获取额定顶层绕组时间常数τw,R、最后通过引入相对绕组时间常数τw,pu求解不同负载下的绕组时间常数τw。该方法弥补了不同负载下绕组时间常数求解的空白，同时求解方式简便、所需信息易获得，可以为计算热点温度的动态变化提供依据。

权利要求

1.一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法，将额定负载下的变压器绕组时间常数扩展到任意负载以适应不同负载系数下变压器绕组时间常数的变化，其特征在于该方法包括以下步骤：第一步，获取变压器相关参数，包括变压器绕组指数y，额定热点相对顶层油温升Δθhs,R；

第二步，对变压器施加额定负载使其冷启动，并记录随时间变化的顶层油温θoil及热点温度θhs，额定负载作用时间不少于12小时使热点温度θhs上升且趋于稳定，并利用下式拟合得额定变压器绕组时间常数τw,R，Δθhs＝θhs-θoil

式中，Δθhs是热点相对顶层油温升；

第三步，利用下式计算得不同负载下变压器绕组时间常数：τw,pu＝Ky-2

τw＝τw,R×τw,pu

式中，τw是所求的不同负载系数下的变压器绕组时间常数，τw,pu是描述任意负载变压器绕组时间常数与额定变压器绕组时间常数关系的相对变压器绕组时间常数，K是负载系数。

2.根据权利要求1所述的一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法，其特征在于变压器绕组指数y应根据不同变压器类型及散热方式选取不同值，配电变压器y取

1.6，ONAN/ONAF/OF类型变压器y取1.3，OD类型变压器y取1。

说明书

一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种计算方法，具体涉及一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法，该技术用于计算变压器绕组时间常数的动态变化。

背景技术

[0002] 油浸式变压器是输配电系统的核心设备，其寿命管理及优化设计得到了广泛关注，热点温升是制约变压器运行的主要因素也是评估变压器绝缘寿命损失的主要参数，因此研究变压器热点温度十分重要。

[0003] 实际工程中，热点温度计算一般采用两段式温升模型，即：顶层油相对于环境温升、热点相对于顶层油温升；其中，变压器绕组时间常数描述热点相对顶层油温升变化快慢。为了获取额定变压器绕组时间常数，IEC导则、IEEE导则等均给出了额定值的求解方式。实际运行中，变压器绕组时间常数会随负载系数(负载电流)、变压器顶层油温度、变压器油粘度、变压器油流速的变化而变化。IEC导则、IEEE导则以及相关学者曾研究了变压器油粘度对变压器绕组时间常数的影响。然而，负载系数(负载电流)作为影响最大的因素，其对变压器绕组时间常数影响的定量描述却未有研究。因此急需研究一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法，从而量化负载系数(负载电流)对变压器绕组时间常数的影响。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种确定不同负载系数下变压器绕组时间常数的方法，量化变压器绕组时间常数随负载系数(负载电流)的变化关系。

[0005] 本发明解决上述问题的技术方案是：

[0006] 第一步，获取变压器相关参数，包括变压器绕组指数y，额定热点相对顶层油温升Δθhs,R，额定热点相对顶层油温升Δθhs,R。

[0007] 第二步，对变压器施加额定负载使其冷启动，并记录随时间变化的顶层油温θoil及热点温度θhs，额定负载作用时间不少于12小时使热点温度θhs上升且趋于稳定，并利用下式拟合得额定变压器绕组时间常数τw,R

[0008] Δθhs＝θhs-θoil   (1)

[0009]

[0010] 式中，Δθhs是热点相对顶层油温升。

[0011] 第三步，利用下式计算得不同负载下变压器绕组时间常数：

[0012] τw,pu＝Ky-2   (3)

[0013] τw＝τw,R×τw,pu   (4)

[0014] 式中，τw是所求的不同负载系数下的变压器绕组时间常数，τw,pu是描述任意负载下变压器绕组时间常数与额定变压器绕组时间常数关系的相对变压器绕组时间常数，K是负载系数；变压器绕组指数y应根据不同变压器类型及散热方式选取不同值，配电变压器y取1.6，ONAN/ONAF/OF类型变压器y取1.3，OD类型变压器y取1。

[0015] 本发明所述不同负载系数下变压器绕组时间常数的计算方法，具有以下优点：

[0016] 1)可获得不同负载系数下的变压器绕组时间常数，相比于固定不变的额定变压器绕组时间常数，其更好地反映了变压器绕组时间常数的实际动态变化；

[0017] 2)不同负载系数下的变压器绕组时间常数计算简便，通过常规的变压器出厂参数即可计算所研究变压器的绕组时间常数变化关系；

[0018] 3)相比于额定值的推荐值以及计算公式，在额定负载下长时间冷启动过程中，记录热点温度、顶层油温以拟合额定变压器绕组时间常数更为准确。

附图说明

[0019] 图1是变压器在额定负载下冷启动时热点相对顶层油温升；

[0020] 图2是不同负载下变压器绕组时间常数与额定变压器绕组时间常数之比，亦即相对变压器油绕组间常数τw,pu；

[0021] 图3不同负载下变压器绕组时间常数。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和具体实施过程对本发明进行进一步说明。需要强调的是，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利构思及其权利要求之范围。

[0023] 第一步，获取变压器相关参数，包括变压器绕组指数y，额定热点相对顶层油温升Δθhs,R。表1是某变压器的以上参数。

[0024] 表1

[0025]

[0026] 第二步，对变压器施加额定负载使其冷启动，并记录随时间变化的顶层油温θoil及热点温度θhs，额定负载作用时间不少于12小时使热点温度θhs上升且趋于稳定，并利用下式拟合得额定变压器绕组时间常数τw,R

[0027] Δθhs＝θhs-θoil   (5)

[0028]

[0029] 式中，Δθhs是热点相对顶层油温升。

[0030] 通过对图1数据的拟合，式(6)可具体为：

[0031]

[0032] 从而，τw,R确定为3086s。

[0033] 第三步，利用下式计算得不同负载下变压器绕组时间常数：

[0034] τw,pu＝Ky-2   (8)

[0035] τw＝τw,R×τw,pu   (9)

[0036] 式中，τw是所求的不同负载系数下的变压器绕组时间常数，τw,pu是描述任意负载下变压器绕组时间常数与额定变压器绕组时间常数关系的相对变压器绕组时间常数，K是负载系数；变压器绕组指数y应根据不同变压器类型及散热方式选取不同值，配电变压器y取1.6，ONAN/ONAF/OF类型变压器y取1.3，OD类型变压器y取1。从而，式(8)、式(9)在所研究的特定变压器下可确定为：

[0037] τw,pu＝K-0.7   (10)

[0038] τw＝τw,R×τw,pu＝3086×K-0.7   (11)

[0039] τw,pu如图2所示，所求的变压器绕组时间常数τw随负载系数的关系如图3所示。