[发明专利]一种基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法

摘要

本发明公开了一种基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法，包括以下步骤获取变压器相关热参数、计算相对变压器油时间常数、计算相对变压器绕组时间常数、引入以上相对变压器热时间常数到热点温度计算模型、同时在线监测牵引绕组电流以及环境温度，最终实现动态负载、变化温度下的热点温度的监测。该方法考虑了变压器热时间常数随负载系数变化，计算所得的动态负载下热点温度变化速率会更加准确。

主权项

一种基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法，将额定负载下的变压器热时间常数扩展到任意负载以适应不同负载系数下变压器热时间常数的变化，从而计算得动态负载下更为准确的热点温度，包括以下步骤：第一步，获取变压器相关参数，包括变压器油指数x，变压器绕组指数y，额定负载损耗Pload,R，空载损耗Pno‑load，额定顶层油相对环境温升Δθoil,R，额定热点相对顶层油温升Δθhs,R，额定顶层油时间常数τoil,R，额定绕组时间常数τw,R；第二步，利用下式计算得不同负载下变压器油时间常数：τoil,pu=(1+RK21+R)x-1]]>τoil＝τoil,R×τoil,pu式中，τoil是所求的不同负载系数下的变压器油时间常数，τoil,pu是描述任意负载变压器油时间常数与额定变压器油时间常数关系的相对变压器油时间常数，K是负载系数，R是额定负载损耗Pload,R与空载损耗Pno‑load之比；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‑2τw＝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；第四步，由安装在牵引变压器外部的温度传感器将环境温度θamb上传至上位机，同时由电流传感器将牵引绕组电流上传至上位机，对应的负载系数K由下式求得：K=IIR]]>式中，IR是额定牵引绕组电流，I是某一时刻下的牵引绕组电流；所述温度传感器距离牵引变压器5m及以上；第五步，将第二步、第三步中求得的随负载变化而变化的变压器油时间常数τoil、变压器绕组时间常数τw引入热点温度计算模型，如下式：(1+RK21+R)x·Δθoil,R=τoil,R·(1+RK21+R)x-1·dθoildt+(θoil-θamb)Ky·Δθhs,R=τw,R·Ky-2·dθhsdt+(θhs-θoil)]]>式中，θoil是顶层油温，θhs是热点温度，θamb是环境温度；第六步，将第四步监测所得的随时间变化的环境温度θamb、负载系数K带入第五步计算模型，即得所求的θoil是顶层油温、θhs是热点温度。