本發(fā)明涉及一種計(jì)算方法，具體涉及一種確定不同負(fù)載系數(shù)下變壓器油時(shí)間常數(shù)的方法，該技術(shù)用于計(jì)算變壓器油時(shí)間常數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。

背景技術(shù)：

油浸式變壓器是輸配電系統(tǒng)的核心設(shè)備，其壽命管理及優(yōu)化設(shè)計(jì)得到了廣泛關(guān)注，熱點(diǎn)溫升是制約變壓器運(yùn)行的主要因素也是評(píng)估變壓器絕緣壽命損失的主要參數(shù)，因此研究變壓器熱點(diǎn)溫度十分重要。

實(shí)際工程中，熱點(diǎn)溫度計(jì)算一般采用兩段式溫升模型，即：頂層油相對(duì)于環(huán)境溫升、熱點(diǎn)相對(duì)于頂層油溫升；其中，變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)描述頂層油相對(duì)于環(huán)境溫升變化快慢。為了獲取額定變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)，IEC導(dǎo)則、IEEE導(dǎo)則等均給出了額定值的求解方式。實(shí)際運(yùn)行中，變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)會(huì)隨負(fù)載系數(shù)(負(fù)載電流)、變壓器頂層油溫度、變壓器油粘度、變壓器油流速的變化而變化。IEC導(dǎo)則、IEEE導(dǎo)則以及相關(guān)學(xué)者曾研究了變壓器頂層油溫度、變壓器油粘度對(duì)變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)的影響。然而，負(fù)載系數(shù)(負(fù)載電流)作為影響最大的因素，其對(duì)變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)影響的定量描述卻未有研究。因此急需研究一種確定不同負(fù)載系數(shù)下變壓器油時(shí)間常數(shù)的方法，從而量化負(fù)載系數(shù)(負(fù)載電流)對(duì)變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種確定不同負(fù)載系數(shù)下變壓器油時(shí)間常數(shù)的方法，量化變壓器頂層油時(shí)間常數(shù)隨負(fù)載系數(shù)(負(fù)載電流)的變化關(guān)系。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：

第一步，獲取變壓器相關(guān)參數(shù)，包括變壓器油指數(shù)x，額定負(fù)載損耗P_load,R，空載損耗P_no-load，額定頂層油相對(duì)環(huán)境溫升Δθ_oil,R；

第二步，對(duì)變壓器施加額定負(fù)載使其冷啟動(dòng)，并記錄隨時(shí)間變化的頂層油溫θ_oil，額定負(fù)載作用時(shí)間不少于12小時(shí)使頂層油溫θ_oil上升且趨于穩(wěn)定，并利用下式擬合得額定變壓器油時(shí)間常數(shù)τ_oil,R，

Δθ_oil＝θ_oil-θ_amb (1)

式中，Δθ_oil是頂層油相對(duì)環(huán)境溫升，θ_amb是環(huán)境溫度；

第三步，利用下式計(jì)算得不同負(fù)載下變壓器油時(shí)間常數(shù)：

τ_oil＝τ_oil,R×τ_oil,pu (4)

式中，τ_oil是所求的不同負(fù)載系數(shù)下的變壓器油時(shí)間常數(shù)，τ_oil,pu是描述任意負(fù)載變壓器油時(shí)間常數(shù)與額定變壓器油時(shí)間常數(shù)關(guān)系的相對(duì)變壓器油時(shí)間常數(shù)，K是負(fù)載系數(shù)，R是額定負(fù)載損耗P_load,R與空載損耗P_no-load之比；變壓器油指數(shù)x應(yīng)根據(jù)不同的散熱類型選取不同值，ONAN/ONAF類型變壓器x取0.8，OF/OD類型變壓器x取1。

本發(fā)明所述不同負(fù)載系數(shù)下變壓器油時(shí)間常數(shù)的計(jì)算方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)可獲得不同負(fù)載系數(shù)下的變壓器油時(shí)間常數(shù)，相比于固定不變的額定變壓器油時(shí)間常數(shù)，其更好地反映了變壓器油時(shí)間常數(shù)的實(shí)際動(dòng)態(tài)變化；

2)不同負(fù)載系數(shù)下的變壓器油時(shí)間常數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)便，通過常規(guī)的變壓器出廠參數(shù)即可計(jì)算所研究變壓器的油時(shí)間常數(shù)變化關(guān)系；

3)相比于額定值的推薦值以及計(jì)算公式，在額定負(fù)載下長(zhǎng)時(shí)間冷啟動(dòng)過程中，記錄頂層油溫以擬合額定變壓器油時(shí)間常數(shù)十分準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1是變壓器在額定負(fù)載下冷啟動(dòng)時(shí)頂層油溫；

圖2是不同負(fù)載下變壓器油時(shí)間常數(shù)與額定變壓器油時(shí)間常數(shù)之比，亦即相對(duì)變壓器油時(shí)間常數(shù)τ_oil,pu相對(duì)；

圖3不同負(fù)載下變壓器油時(shí)間常數(shù)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施過程對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。需要強(qiáng)調(diào)的是，此處所描述的具體實(shí)施案例僅僅用以解釋本發(fā)明專利，并不用于限定本發(fā)明專利構(gòu)思及其權(quán)利要求之范圍。

第一步，獲取變壓器相關(guān)參數(shù)，包括變壓器油指數(shù)x，額定負(fù)載損耗P_load,R，空載損耗P_no-load，額定頂層油相對(duì)環(huán)境溫升Δθ_oil,R。表1是某變壓器的以上參數(shù)。

表1

第二步，對(duì)變壓器施加額定負(fù)載使其冷啟動(dòng)，并記錄隨時(shí)間變化的頂層油溫θ_oil，額定負(fù)載作用時(shí)間不少于12小時(shí)使頂層油溫θ_oil上升且趨于穩(wěn)定，如圖1所示。并利用下式擬合得額定變壓器油時(shí)間常數(shù)τ_oil,R，

Δθ_oil＝θ_oil-θ_amb (5)

式中，Δθ_oil是頂層油相對(duì)環(huán)境溫升，θ_amb是環(huán)境溫度；其中，θ_amb恒定為20℃。

通過對(duì)圖1數(shù)據(jù)的擬合，式(6)可具體為：

從而，τ_oil,R確定為7617s。

第三步，利用下式計(jì)算得不同負(fù)載下變壓器油時(shí)間常數(shù)：

τ_oil＝τ_oil,R×τ_oil,pu (9)

式中，τ_oil是所求的不同負(fù)載系數(shù)下的變壓器油時(shí)間常數(shù)，τ_oil,pu是描述任意負(fù)載變壓器油時(shí)間常數(shù)與額定變壓器油時(shí)間常數(shù)關(guān)系的相對(duì)變壓器油時(shí)間常數(shù)，K是負(fù)載系數(shù)，R是額定負(fù)載損耗P_load,R與空載損耗P_no-load之比。根據(jù)所研究變壓器數(shù)據(jù)，可知x為0.8，R約等于3.9。從而，式(3)、式(4)在所研究的特定變壓器下可確定為：

τ_oil,pu如圖2所示，所求的變壓器油時(shí)間常數(shù)τ_oil隨負(fù)載系數(shù)的關(guān)系如圖3所示。