[发明专利]一种基于多参量融合的油浸式变压器热点温度估算方法

权利要求书

1.一种基于多参量融合的油浸式变压器热点温度估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用温度传感器采集变压器底部入油口处油温(即底层油温)和周围环境温度，利用电流互感器测量变压器的负载电流；

2)依据变压器设计制造参数和出厂时的温升试验数据，建立热点温度估算模型：

式中，θ_amb为环境温度；θ_boil为底层油温；θ_wo为热点区域温度；θ_hs为热点温度；R为额定电流下负载损耗与空载损耗之比；K为负载系数；Δθ_boil,r为顶层油温与环境温度的额定温升；Δθ_wo,r为热油区域温度与底层油温的额定温升；Δθ_hs,r为热点温度与热油区域温度的额定温升；μ_p为油粘度随温度变化的修正系数；τ_boil为底层油时间常数；τ_wo为热油区油时间常数；τ_hs为绕组时间常数；P_boil,pu、P_wo,pu、P_hs,pu分别表示单位负载损耗受温度的影响；其中α是热点热源占变压器绕组的比例系数；n、n′、n为经验常数；

3)将采集的环境温度和负载电流代入步骤2)中建立的热点温度估算模型中，估算得到变压器的热点温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于多参量融合的油浸式变压器热点温度估算方法，其特征在于，步骤2)中α的取值采用如下方法确定：

201)将油温高于顶层油温的区域定义为热油区域，并将顶层油温与热点温度的平均值定义为热油区平均温度；将向热油区域传热的绕组发热部分定义为热点热源；

202)对变压器结构纵向分析，设底层温度为θ_boil，热点温度为θ_hs，顶层温度为θ_top；且底层油温处高度为0，热点高度为l_h，顶层油温处高度为l，β为调整系数；根据传热学原理，温差是物体传热的必要条件，因此绕组热点下端的热源区域可延伸至油温与顶层油温等温处，其高度l_e的计算式为

l_e＝β(θ_top-θ_boil)×l_h/(θ_hs-θ_boil)

203)热点热源占变压器绕组的比例为α＝(l-l_e)/l。

3.根据权利要求1所述的一种基于多参量融合的油浸式变压器热点温度估算方法，其特征在于，α的取值为0.7～0.9。

4.根据权利要求1所述的一种基于多参量融合的油浸式变压器热点温度估算方法，其特征在于，步骤2)中时间常数的取值采用如下方法确定：

时间常数τ_boil，τ_wo，τ_hs的计算，如下：

τ_boil＝R_boil,r*(c_oil*m_oil+c_tank*m_tank)

τ_wo＝R_wo,r*(α*c_wnd*m_wnd+c_fe*m_fe))

τ_hs＝R_hs,r*(α*c_wnd*m_wnd)

式中，R_boil,r、R_wo,r、R_hs,r分别表示底层油温-外部环境热路模型、热油区-底层油温热路模型和热点-热油区热路模型的额定集总热阻；c_oil、c_fe、c_wnd、c_tank分别表示变压器油、铁芯、绕组和壳体的比热容；m_oil、m_fe、m_wnd、m_tank分别表示变压器油、铁芯、绕组和壳体的质量。