CN103292922A - 油浸式电力变压器绕组温度的测量方法 - Google Patents

油浸式电力变压器绕组温度的测量方法 Download PDF

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刘彦琴
刘翔宇
王�华
唐广瑜
肖勇
张华强
杨红权
胡琳
胡祥胜
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Abstract

一种油浸式电力变压器绕组温度的测量方法，利用热模拟实验的原理，通过采集变压器相关参数、查询热模拟特性-温升与电流对应表和计算等步骤后得出实际加热电流，再根据实际加热电流查表得到实际铜油温差，最后叠加顶层油面温度而得出绕组温度。本方法可完全取代变压器现场使用的绕组温度计，大大节约购置绕组温度计的经济成本以及维护成本；采用本方法可以达到使用绕组温度计测量同样的效果，并可准确无误地将变压器绕组温度上传到监控数据网；采用本方法还可完全避免因环境温度影响或者绕组温度计自身缺陷而导致绕组温度测量不准确的问题，提高了变电站运维水平。

Description

油浸式电力变压器绕组温度的测量方法
技术领域
本发明涉及电力***测量技术领域，具体而言是针对油浸式电力变压器绕组温度的测量方法。
背景技术
目前，国内外绝大部分变电站均采用绕组温度计热模拟实验的方法间接测量油浸式变压器的绕组温度。如图1所示，热模拟实验是将电流互感器1输出的二次电流Ip经匹配器2调整后，输出与负荷成正比的加热电流Is，流经绕组温度计中嵌装的加热元件3，所产生的热量使感温介质出现附加膨胀，从而使弹性元件产生附加位移，带动指针转动来指示绕组温度。
然而在实际使用中发现，基于热模拟实验间接测温的绕组温度计，存在因环境温度变化而导致的测量不正确的问题，其原因在于发热元件的加热过程是在绕组温度计内部直接进行，存在与外部进行热交换的过程，当环境温度较低时加热效果达不到整定值，环境温度较高时加热效果又远远超出整定值；更重要的是，绕组温度计的匹配器在测温过程中，因长期持续工作自身发热造成调节触点氧化导致电阻值升高，分流作用减小，加热电流进一步偏离正常值，从而导致测量不正确。因此，绕组温度计的指示值常常无法正确反映变压器绕组的运行温度，而绕组温度是实时进入监控***的，调度人员和运行人员都是通过监控***来监视绕组温度，如果绕组温度指示不正确，可能使调度人员做出错误判断，影响电网的安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的是提出一种油浸式电力变压器绕组温度的测量方法，以解决现有技术中，基于热模拟实验的绕组温度计因存在缺陷而导致绕组温度测量不正确的问题。
实现本发明的技术方案如下：一种油浸式电力变压器绕组温度的测量方法，包括以下步骤：
步骤一：根据待测变压器的额定容量S、额定电压U和电流互感器额定电流比N，计算得出待测变压器额定负荷下的额定二次电流Ip，
Figure BDA00003189540100011
步骤二：根据待测变压器在额定负荷下的铜油温差△T，查询热模拟特性-温升与电流对应表，得出额定加热电流Is；
步骤三：计算额定二次电流Ip与额定加热电流Is的比值m，m=Ip/Is；
步骤四：测量电流互感器输出的实际二次电流Ip'；
步骤五：计算得出实际加热电流Is'，Is'=Ip'/m；
步骤六：根据实际加热电流Is'，查询热模拟特性-温升与电流对应表，得出实际铜油温差△T'；
步骤七：测量待测变压器的实际顶层油温T；
步骤八：计算得出待测变压器绕组温度T绕，T绕=T油+△T'。
本发明基于热模拟实验，其原理是油浸式电力变压器绕组温度可以等效为在顶层油温的基础上，叠加一个附加温升，即可获得变压器绕组的平均温度。热模拟装置输出一个与变压器上互感器输出的二次电流成正比的加热电流到加热元件，就可以产生一个在数值上与铜油温差相等的附加温升。由于二次电流与加热电流成正比，那么在变压器额定负荷下，二次电流与加热电流的比值，等于变压器实际负荷下二次电流与加热电流的比值。根据这个比值，就可以得到实际负荷下的附加温升，而这个附加温升与变压器实际负荷下的铜油温差数值相等。因此，将铜油温差叠加上实际的顶层油温，即可得到变压器的绕组平均温度。按照国家电网公司企业标准Q/GDW440-2010《油浸式变压器测温装置现场校准规范》，热模拟装置产生的附加温升应符合下表的规定。
表1：热模拟特性——温升与电流对应表
Figure BDA00003189540100021
由于表1中的数据为离散数值，在查表时，如果给出的铜油温差或加热电流数值大于表1中的最小值且小于最大值，而该数值又不在表1中，则采用公式（1）确定其对应的加热电流或铜油温差数值：
ΔT 2 - ΔT 1 I s 2 - I s 1 = ΔT 3 - ΔT 1 I s 3 - I s 1 - - - ( 1 )
如果未知参数（△T2，Is2）的相邻参数（△T1，Is1）、（△T3，Is3）已知，则已知△T2可根据式（1）求出对应的Is2，已知Is2可根据式（1）求出对应的△T2。这样，对于在表1数值范围内的任一个铜油温差ΔT或加热电流Is数值，均可得到其对应的加热电流Is或铜油温差AT数值。
本发明利用热模拟实验的原理，采集变压器相关参数后直接计算得到变压器绕组温度，具有明显的技术效果：1、可完全取代变压器现场使用的绕组温度计，采用本方法得到绕组温度，大大节约购置绕组温度计的经济成本以及维护成本；2、采用本方法得到绕组温度可以达到使用绕组温度计测量同样的效果，并可准确无误地将变压器绕组温度上传到监控数据网；3、采用本方法还可完全避免因环境温度影响或者绕组温度计自身缺陷而导致绕组温度测量不准确的问题，提高了变电站运维水平。
附图说明
图1是热模拟实验测试变压器绕组温度的示意图。
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
如图2，按照以下步骤完成绕组温度的测试：
步骤一：根据待测变压器的额定容量S、额定电压U和电流互感器额定电流比N，计算得出待测变压器额定负荷下的额定二次电流Ip，
Figure BDA00003189540100031
其中，额定容量S、额定电压U和电流互感器额定电流比N，是待测变压器的固定参数，从变压器铭牌上即可取得。
步骤二：根据待测变压器在额定负荷下的铜油温差△T，查询热模拟特性-温升与电流对应表，得出额定加热电流Is；其中，铜油温差△T是待测变压器的固定参数，从变压器铭牌上即可取得，热模拟特性-温升与电流对应表即表1。
步骤三：计算额定二次电流Ip与额定加热电流Is的比值m，m=Ip/Is。
步骤四：测量电流互感器输出的实际二次电流Ip'。
步骤五：计算得出实际加热电流Is'，Is'=Ip'/m。
步骤六：根据实际加热电流Is'，查询热模拟特性-温升与电流对应表，得出实际铜油温差△T'；其中，热模拟特性-温升与电流对应表即表1。
步骤七：测量待测变压器的实际顶层油温T；本步骤中，实际顶层油温T可使用油面温度计测量得到。
步骤八：计算得出待测变压器绕组温度T绕，T绕=T油+△T'。

Claims (1)

1.一种油浸式电力变压器绕组温度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据待测变压器的额定容量S、额定电压U和电流互感器额定电流比N，计算得出待测变压器额定负荷下的额定二次电流Ip，
Figure FDA00003189540000011
步骤二：根据待测变压器在额定负荷下的铜油温差△T，查询热模拟特性-温升与电流对应表，得出额定加热电流Is；
步骤三：计算额定二次电流Ip与额定加热电流Is的比值m，m=Ip/Is；
步骤四：测量电流互感器输出的实际二次电流Ip'；
步骤五：计算得出实际加热电流Is'，Is'=Ip'/m；
步骤六：根据实际加热电流Is'，查询热模拟特性-温升与电流对应表，得出实际铜油温差△T'；
步骤七：测量待测变压器的实际顶层油温T；
步骤八：计算得出待测变压器绕组温度T绕，T绕=T油+△T'。
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