變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，特別是涉及一種變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，居民用電和企業(yè)用電與日劇增，為了解決供需矛盾，變電與輸電已做了大量的設(shè)備升級(jí)工作。而近幾年來，相對(duì)配網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)不斷增大的壓力，配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行監(jiān)控管理相對(duì)滯后，具體表現(xiàn)在:管理手段仍然粗放；運(yùn)行維護(hù)點(diǎn)多面廣、人力物力不足；缺乏必要的安全技術(shù)裝備的保障，故障無信息或延遲反饋等諸多不利因素，造成配網(wǎng)尤其配變故障高發(fā)、頻發(fā)，設(shè)備和設(shè)施頻繁損壞，事故處理難度大、周期長(zhǎng)、受故障影響的客戶量多且影響面廣。配網(wǎng)存在的問題，直接影響了供電企業(yè)的形象，影響了供用戶之間的和諧關(guān)系，產(chǎn)生不可忽視的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面的社會(huì)影響。如2012年全年國(guó)家電網(wǎng)整個(gè)系統(tǒng)約有2~3萬臺(tái)配電變壓器因負(fù)荷驟增發(fā)生故障燒毀。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種綜合變壓器運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷、環(huán)境等多種因素，研究和完善變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制技術(shù)，預(yù)警變壓器缺陷，并綜合考量變壓器負(fù)荷提高能力和持續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)荷運(yùn)行的精細(xì)化和智能化管理目標(biāo)的變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法，步驟是:
a、電壓檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置采集變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)；
b、溫度采集傳模塊采集線路溫度和變壓器頂油溫度，環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度和風(fēng)速；
c、控制器根據(jù)步驟A和步驟B檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出平均油溫，平均油溫與人工輸入的升溫時(shí)間數(shù)據(jù)得到熱阻，通過人工輸入變壓器的油重和器件重參數(shù)得出熱容；
d、控制器通過得到的熱阻和熱容并結(jié)合檢測(cè)出的變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)得出熱路模型，通過熱路模型中的變壓器核心計(jì)算算法計(jì)算出變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差；
e、控制器把計(jì)算出的變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差通過無線加密傳送到控制中心，控制中心對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，生成二維圖并在顯示器上顯示出來，并實(shí)時(shí)計(jì)算出變壓器過負(fù)荷30分鐘的預(yù)測(cè)和變壓器1.5和1.3倍負(fù)載的安全時(shí)間預(yù)測(cè)。
[0005]所述環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置包括溫度傳感器、濕度傳感器和風(fēng)速檢測(cè)裝置，所述電壓檢測(cè)裝置、電流檢測(cè)裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置均與控制器連接，所述控制器與無線收發(fā)裝置連接，所述無線收發(fā)裝置與通知中心和短信平臺(tái)連接。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明綜合變壓器運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷、環(huán)境等多種因素，研究和完善變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制技術(shù)，預(yù)警變壓器缺陷，并綜合考量變壓器負(fù)荷提高能力和持續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)荷運(yùn)行的精細(xì)化和智能化管理目標(biāo)。
[0007]2、本發(fā)明可以在確保變壓器使用壽命和運(yùn)行安全的前提下，允許變壓器正常情況下長(zhǎng)期高于50%額定負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)變壓器發(fā)生“N-1”故障時(shí)，實(shí)時(shí)給出變壓器在當(dāng)前環(huán)境和負(fù)荷情況下的過負(fù)荷安全運(yùn)行時(shí)間，為調(diào)度部門科學(xué)調(diào)度提供決策依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)提高變壓器運(yùn)行容量的目標(biāo)。
[0008]3、本發(fā)明在運(yùn)行環(huán)境溫度較低和變壓器負(fù)荷較低的情況下，可以根據(jù)變壓器實(shí)時(shí)運(yùn)行負(fù)荷、變壓器周邊環(huán)境等參數(shù)，控制變壓器安全運(yùn)行熱點(diǎn)溫度，實(shí)現(xiàn)變壓器冷卻系統(tǒng)自動(dòng)投切，從而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。
[0009]4、本發(fā)明考慮了環(huán)境因素對(duì)變壓器的散熱影響，以提高計(jì)算的準(zhǔn)確性；同時(shí)還實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容，以提高變壓器安全運(yùn)行負(fù)荷。
[0010]5、本發(fā)明開發(fā)了變壓器熱路計(jì)算模型，研究基于多變量、非線性、全過程、不確定性模糊證據(jù)推理的變壓器健康狀態(tài)；提出變壓器不同外部環(huán)境、不同負(fù)荷下的溫升極限估算模型；根據(jù)對(duì)頂油溫度等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，研究相應(yīng)的溫升閥值，實(shí)現(xiàn)高溫預(yù)警功能。
[0011]【附圖說明】:
圖1為變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為熱路模型框圖。
[0013]圖3為變壓器核心計(jì)算算法的計(jì)算過程框圖。
圖4為本申請(qǐng)模型計(jì)算的熱點(diǎn)溫度走勢(shì)圖。
圖5為利用導(dǎo)則計(jì)算的熱點(diǎn)溫度走勢(shì)圖。
[0014]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例:參見圖1、圖2和圖3。
[0015]變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法，步驟是:
a、電壓檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置采集變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)；
b、溫度采集傳模塊采集線路溫度和變壓器頂油溫度，環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度和風(fēng)速；
c、控制器根據(jù)步驟A和步驟B檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出平均油溫，平均油溫與人工輸入的升溫時(shí)間數(shù)據(jù)得到熱阻，通過人工輸入變壓器的油重和器件重參數(shù)得出熱容；
d、控制器通過得到的熱阻和熱容并結(jié)合檢測(cè)出的變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)得出熱路模型，通過熱路模型中的變壓器核心計(jì)算算法計(jì)算出變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差；
e、控制器把計(jì)算出的變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差通過無線加密傳送到控制中心，控制中心對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，生成二維圖并在顯示器上顯示出來，并實(shí)時(shí)計(jì)算出變壓器過負(fù)荷30分鐘的預(yù)測(cè)和變壓器1.5和1.3倍負(fù)載的安全時(shí)間預(yù)測(cè)。
[0016]環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置包括溫度傳感器、濕度傳感器和風(fēng)速檢測(cè)裝置，電壓檢測(cè)裝置、電流檢測(cè)裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置均與控制器連接，控制器與無線收發(fā)裝置連接，無線收發(fā)裝置與通知中心和短信平臺(tái)連接。
[0017]算法模型與變壓器負(fù)載計(jì)算導(dǎo)則所計(jì)算熱點(diǎn)溫度的對(duì)比；變壓器負(fù)載計(jì)算導(dǎo)則中關(guān)于熱點(diǎn)溫度提供了兩種計(jì)算方法，分別是指數(shù)方程法和微分方程法，依照西門子變壓器廠提供的一臺(tái)240MVA/220kV電力變壓器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，將使用本模型計(jì)算的熱點(diǎn)溫度和利用導(dǎo)則提供的兩種算法計(jì)算的熱點(diǎn)溫度進(jìn)行對(duì)比，圖4和圖5中橫軸是變壓器運(yùn)行的時(shí)間，縱軸是三種計(jì)算方法計(jì)算出來的熱點(diǎn)溫度值，圖4的負(fù)載系數(shù)K=l，圖5的負(fù)載系數(shù)K=l.5。
[0018]其中；(1)、當(dāng)負(fù)載系數(shù)為1時(shí)，三種方法計(jì)算出的穩(wěn)態(tài)熱點(diǎn)溫度大致相同，但時(shí)間常數(shù)各不相同，熱路模型溫度上升更加緩慢；(2)、當(dāng)負(fù)載系數(shù)增大變?yōu)?.5時(shí)，熱路模型計(jì)算出的熱點(diǎn)溫度則較導(dǎo)則提供的兩種算法低很多，這是由于導(dǎo)則提供的算法相對(duì)來說并不是非常精確，而熱路模型考慮了油粘度隨溫度變化等情況；(3)、當(dāng)負(fù)載值大于額定時(shí)，考慮油粘度時(shí)所計(jì)算出的溫度值低于不考慮油粘度影響的溫度值，所以本模型計(jì)算出來的溫度會(huì)比導(dǎo)則計(jì)算的低一些，對(duì)于時(shí)間常數(shù)有類似的道理。
[0019]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法，步驟是: a、電壓檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置采集變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)； b、溫度采集傳模塊采集線路溫度和變壓器頂油溫度，環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度和風(fēng)速； c、控制器根據(jù)步驟A和步驟B檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出平均油溫，平均油溫與人工輸入的升溫時(shí)間數(shù)據(jù)得到熱阻，通過人工輸入變壓器的油重和器件重參數(shù)得出熱容； d、控制器通過得到的熱阻和熱容并結(jié)合檢測(cè)出的變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)得出熱路模型，通過熱路模型中的變壓器核心計(jì)算算法計(jì)算出變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差； e、控制器把計(jì)算出的變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差通過無線加密傳送到控制中心，控制中心對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，生成二維圖并在顯示器上顯示出來，并實(shí)時(shí)計(jì)算出變壓器過負(fù)荷30分鐘的預(yù)測(cè)和變壓器1.5和1.3倍負(fù)載的安全時(shí)間預(yù)測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法，其特征是:所述環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置包括溫度傳感器、濕度傳感器和風(fēng)速檢測(cè)裝置，所述電壓檢測(cè)裝置、電流檢測(cè)裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置均與控制器連接，所述控制器與無線收發(fā)裝置連接，所述無線收發(fā)裝置與通知中心和短信平臺(tái)連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法，通過采集變壓器二次側(cè)用電數(shù)據(jù)和采集線路溫度和變壓器頂油溫度，環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度和風(fēng)速，并通過熱路模型計(jì)算出變壓器繞組、熱點(diǎn)、線油的溫差，并生成二維圖，本發(fā)明綜合變壓器運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷、環(huán)境等多種因素，研究和完善變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制技術(shù)，預(yù)警變壓器缺陷，并綜合考量變壓器負(fù)荷提高能力和持續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)荷運(yùn)行的精細(xì)化和智能化管理目標(biāo)的變壓器負(fù)荷實(shí)時(shí)控制方法。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號(hào)】CN105391168
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510790144
【發(fā)明人】燕躍豪, 張偉政, 林慧, 鮑薇, 辛軍, 李朝陽, 李朝暉, 王琦瑞
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司, 上海海能信息科技有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日