CN116227171A - 一种油浸式变压器剩余寿命评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油浸式变压器剩余寿命评估方法及装置,所述评估方法包括:获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数;根据所述工作温度变化系数分析所述变压器的工作温度变化数据;根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数;根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值;结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值评估所述变压器剩余工作寿命。所述评估方法通过分析配电网***历史工作数据中的电压数据和工作温度数据的相关性,得到变压器工作温度变化数据并进行变压器老化常数和热点温度的计算,提高了变压器工作寿命分析的准确性。
Description
技术领域
本发明主要涉及配电网技术领域,具体涉及一种油浸式变压器剩余寿命评估方法及装置。
背景技术
油浸式变压器作为配电网***中重要的设备之一,目前一般将变压器的服役年限作为变压器退役依据,通过对变压器的绝缘***的老化程度进行分析,从而得到变压器的服役状态,评估变压器的服役年限。而变压器绝缘***的老化程度的分析需要计算其老化常数,通常针对不同绝缘材质进行不同时间和温度的老化实验进行分析计算,但是变压器的工作温度并不是固定的,由于配电网***在工作时经常出现电压波动,通过配电网***的调压功能进行稳压,变压器的工作温度随电压变化产生一定的波动,因此将变压器的绝缘***放置在稳定的温度环境下进行老化处理,并不能真实反映变压器的老化情况,从而影响变压器工作寿命分析的准确性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,本发明提供了一种油浸式变压器剩余寿命的评估方法及装置,所述评估方法通过分析配电网***历史工作数据中的电压数据和工作温度数据的相关性,得到变压器工作温度变化数据并进行变压器老化常数和热点温度的计算,提高了变压器工作寿命分析的准确性。
本发明提供了一种油浸式变压器剩余寿命评估方法,所述评估方法包括:
获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数;
根据所述工作温度变化系数分析所述变压器的工作温度变化数据;
根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数;
根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值;
结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值评估所述变压器剩余工作寿命。
进一步的,所述获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据包括:
在所述配电网***的历史工作数据中,提取所述配电网***的电压数据和变压器工作温度数据。
进一步的,所述根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数包括:
计算分析所述电压数据和工作温度数据的线性相关系数;
对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正系数分析计算,得到修正系数;
结合所述线性相关系数和所述修正系数计算得到变压器工作温度变化系数。
进一步的,所述计算分析所述电压数据和工作温度数据的线性相关系数包括:
将所述电压数据按照预设的时间间隔划分为若干个电压样本数据,根据若干个所述电压样本数据在所述工作温度数据中提取对应的工作温度样本数据;
通过相关系数分析法对若干个所述电压样本数据和工作温度样本数据进行分析,得到线性相关系数。
进一步的,所述对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正系数分析计算,得到修正系数包括:
提取所述电压数据和所述工作温度数据中数据骤变的数据样本,得到骤变数据样本;
分析电压数据骤变和工作温度数据骤变之间的相关性,得到所述电压数据和工作温度数据的修正系数。
进一步的,所述变压器工作温度变化系数的计算公式为:
其中:τ3为工作温度变化系数,M为总样本数,Xi为第i个电压数据样本,X0为电压数据平均值,Yi为第i个工作温度数据样本,Y0为工作温度数据平均值,J为骤变数据样本数,X1j为第j个电压骤变数据样本,Y1j为第j个工作温度骤变数据样本,λ为出现骤变数据的概率。
进一步的,所述根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数包括:
通过双温计算分析拟合所述变压器的绝缘油和绝缘纸随时间变化在工作温度变化环境下的老化曲线,得到所述变压器的老化常数。
进一步的,所述根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值包括:
通过在所述变压器中设置所述光纤光栅传感器获取变压器的热点位置温度、油顶位置温度和油底位置温度数据,结合所述热点位置温度、油顶位置温度和油底位置温度数据拟合形成热点温度变化曲线。
进一步的,所述变压器剩余寿命的评估计算公式为:
其中,V为变压器老化率,θh为热点温度,k为变压器老化常数,110为变压器绝缘耐热温度,273为环境绝对温度,L为变压器寿命损失,Vn为第n个时间间隔的相对老化率,tn为第n个时间间隔的序数,N为所考虑期间内时间间隔的总数。
本发明还提供了一种油浸式变压器剩余寿命评估装置,所述评估装置包括:
数据获取模块:获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数;
数据分析模块:根据所述工作温度变化系数分析所述变压器的工作温度变化数据;
老化计算模块:根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数;
热点温度计算模块:根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值;
评估模块:结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值评估所述变压器剩余工作寿命。
本发明提供了一种油浸式变压器剩余寿命的评估方法及装置,所述评估方法通过提取配电网***历史工作数据中的电压数据和工作温度数据,通过线性相关分析,得到所述变压器随电压变化的工作温度变化数据,从而根据所述温度变化数据进行变压器老化常数分析和热点温度的计算,通过计算变压器在服役期间的老化程度,从而分析得到所述变压器的剩余使用寿命,有效提高所述变压器剩余使用寿命分析的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中油浸式变压器剩余使用寿命评估方法流程示意图;
图2是本发明实施例中变压器工作温度变化系数计算流程示意图;
图3是本发明实施例中油浸式变压器剩余使用寿命评估装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例中油浸式变压器剩余使用寿命评估方法流程示意图,所述评估方法包括:
S11:获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数。
具体的,在所述配电网***的历史工作数据中,提取所述配电网***的一年间的电压数据,根据配电网工作的历史数据记录的配电网***工作期间,为了保证配电网***的工作稳定,需要通过变压器对配电网***进行调压稳压,即变压器在工作期间需要在配电网***不同电压状态下进行调压工作。
进一步的,在所述配电网***的历史工作数据中,提取所述配电网***一年间的变压器工作温度数据,将所述电压数据按照预设的时间间隔划分为若干个电压样本数据,根据若干个所述电压样本数据在所述工作温度数据中提取对应的工作温度样本数据,对若干个所述电压样本数据和所述工作温度样本数据进行分析,得到所述变压器的工作温度变化系数。
具体的,图2示出了本发明实施例中变压器工作温度变化系数计算流程示意图,所述计算流程包括:
S111:计算分析所述电压数据和工作温度数据的线性相关系数。
具体的,所述对若干个所述电压样本数据和所述工作温度样本数据进行分析,得到所述电压数据和所述工作温度数据的线性相关系数,通过相关系数分析法对若干个所述电压样本数据和工作温度样本数据进行分析,即将若干个所述电压样本数据和工作温度样本数据绘制为散点图,通过散点图观察两者之间的关系,选取合适的相关性函数进行分析计算,得到两者之间的相关系数。
进一步的,为了方便分析计算,在进行电压数据和所述工作温度数据的线性相关系数计算时,将所述电压数据和所述工作温度数据中数据骤变的数据样本去除,以便于分析两者之间的线性关系。
具体的,所述电压数据和所述工作温度数据的线性相关系数计算公式为:
其中:τ1为线性相关系数,M为总样本数,Xi为第i个电压数据样本,X0为电压数据平均值,Yi为第i个工作温度数据样本,Y0为工作温度数据平均值。
S112:对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正系数分析计算,得到修正系数。
具体的,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数还包括对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正系数分析计算,结合所述修正系数和所述线性相关系数计算得到所述变压器工作温度变化系数。
具体的,提取所述电压数据和所述工作温度数据中数据骤变的数据样本,得到骤变数据样本,按照时间顺序进行分析计算,根据每次数据骤变的变化幅度、变化持续时间以及骤变后工作温度的变化数据,分析电压数据骤变和工作温度数据骤变之间的相关性,得到所述电压数据和工作温度数据的修正系数。
所述修正系数的计算公式为:
其中,τ2为修正系数,J为骤变数据样本数,X1j为第j个电压骤变数据样本,Y1j为第j个工作温度骤变数据样本。
S113:结合所述线性相关系数和所述修正系数计算得到变压器工作温度变化系数。
具体的,根据数据骤变的相关性对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正分析,将所述相关系数和所述修正系数结合得到工作温度变化系数,所述工作温度变化系数的表达式为:
其中:τ3为工作温度变化系数,M为总样本数,Xi为第i个电压数据样本,X0为电压数据平均值,Yi为第i个工作温度数据样本,Y0为工作温度数据平均值,J为骤变数据样本数,X1j为第j个电压骤变数据样本,Y1j为第j个工作温度骤变数据样本,λ为出现骤变数据的概率。
S12:根据所述工作温度变化系数,分析所述变压器的工作温度变化数据。
具体的,根据所述变压器的工作温度变化系数,拟合出所述变压器在一年间的工作温度变化曲线,从而得到所述变压器的工作温度变化数据,通过所述变压器工作温度变化数据可以确定所述变压器的实际工作环境温度的变化情况,从而提高所述变压器剩余寿命预估准确性。
进一步的,根据配电网***的工作情况,所述工作温度变化曲线主要分为高峰用电时间段的高发热阶段和低谷用电时间段的低发热阶段,并呈周期性分布,即所述变压器每天的工作温度依次经过所述低发热阶段和高发热阶段。
S13:根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数;
具体的,通过双温计算分析所述变压器的绝缘老化常数,设置多个绝缘油和绝缘纸作为分析样本,将每个样本单独放置在相应的老化罐中进行老化实验,将老化罐内的温度按照所述工作温度变化数据进行调整,使得所述老化罐内的温度变化贴近所述变压器的工作温度变化,通过记录不同时间下的绝缘油和绝缘纸的老化程度,拟合出所述绝缘油和所述绝缘纸随时间变化在工作温度变化环境下的老化曲线,从而得到所述变压器的老化常数。
进一步的,根据不同材质的绝缘油和绝缘纸,所述变压器的老化常数曲线不同,因此,需要按照实际变压器的绝缘油和绝缘纸的材质进行分析,得到相应的变压器老化常数。
具体的,在本实施例中,以所述变压器的低发热阶段时稳压状态下的工作温度均值作为老化罐的初始环境温度,在所述老化罐中设置高温区和低温区,所述低温区的加热温度保持在所述变压器稳压阶段的工作温度,所述高温区的加热温度设置为对应时间段内,所述变压器的最高工作温度。
进一步的,在所述高温区和所述低温区通过设置铜导体升温装置进行隔绝,并且对所述高温区进行升温处理,使得所述高温区的温度能够保持在所述变压器的最高工作温度。
进一步的,所述铜导体升温装置设置在所述低温区的上方且所述铜导体升温装置的发热部分作用在所述高温区内,所述低温区内靠近所述铜导体升温装置的部分会受到所述铜导体升温装置的影响,从而使得低温区的温度出现变化,从而使得所述老化罐内的温度从低温区向所述高温区逐渐升高,贴合所述变压器的实际工作温度变化,从而提高所述老化实验的准确性。
具体的,所述老化罐的低温区内设置有加热装置,通过所述加热装置对所述老化罐内的液体进行加热,按照所述温度变化数据调整所述加热装置的输出功率,使得所述老化罐内的温度变化贴合所述变压器的温度变化数据,在老化罐内模拟变压器稳压状态下的工作环境,从而提高所述变压器绝缘***的老化试验准确性。
具体的,在本实施例中,采用矿物油作为变压器的绝缘油,采用木板作为变压器的绝缘板,通过对所述变压器进行绝缘***老化实验,从而得到所述变压器的绝缘老化曲线,根据所述绝缘老化曲线分析得到所述变压器的绝缘老化常数为15000。
S14:根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值。
具体的,根据IEC 60076-7,即电力变压器第7部分:油浸电力变压器加载指南,提出的在变负载的情况下,变压器的热点温度等于环境温度、油箱顶层油位置相对于环境温度的温升及热点位置相对于油箱顶层油位置的温升的总和,即需要确定所述变压器的油箱顶层油位置的温度和变压器工作时热点位置的温度,在本实施例中通过设置光纤光栅传感器对油箱顶层油位置的温度和变压器热点位置的温度进行测量。
具体的,通过在所述变压器中设置所述光纤光栅传感器,在不同的工作时间段抽取多个热点位置温度、油顶位置温度、油底位置温度数据,结合所述多个热点位置温度、油顶位置温度、油底位置温度数据计算拟合所述变压器的热点温度变化曲线,根据所述变压器的电压数据拟合形成变压器的电压变化曲线,通过所述电压变化曲线对所述热点温度变化曲线进行修正拟合,从而得到所述热点温度修正曲线。
S15:结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值计算所述变压器剩余工作寿命。
具体的,所述变压器的剩余工作寿命通过计算所述变压器的绝缘***在服役期间产生的寿命损失,根据所述变压器的绝缘***的寿命损失,从而分析得到所述变压器的剩余寿命状况。
具体的,通过所述热点温度修正曲线,根据所述变压器的服役情况获取所述变压器的热点温度数据,根据所述变压器绝缘***的老化常数,结合所述变压器的热点温度数据进行分析计算,得到所述变压器的老化率,即所述变压器绝缘***的老化情况。
具体的,所述变压器的老化率计算公式为:
其中,V为变压器老化率,θh为热点温度,k为变压器老化常数,110为变压器绝缘耐热温度,273为环境绝对温度。
在一定时期内变压器的寿命损失为:
具体的,L为变压器寿命损失,Vn为第n个时间间隔的相对老化率,tn为第n个时间间隔的序数,N为所考虑期间内时间间隔的总数。
具体的,在所述变压器服役期间内,通过计算所述变压器的老化率,即所述变压器绝缘***的老化程度,分析得到所述变压器在工作一段时间后的寿命损失情况,从而得到所述变压器的剩余工作寿命。
进一步的,根据所述变压器的寿命损失,即所述变压器绝缘***的老化程度,结合所述变压器老化速率可以对所述变压器的老化情况进行评估,当所述变压器的老化程度达到80%时,即代表所述变压器无法满足所述配电网***的运行需求,根据所述变压器的老化程度可以分析得到所述变压器的剩余工作寿命。
本发明实施例提供了一种油浸式变压器剩余寿命的评估方法,所述评估方法通过提取配电网***历史工作数据中的电压数据和工作温度数据,通过线性相关分析和修正处理,得到所述变压器随电压变化的工作温度变化数据,从而根据所述温度变化数据进行变压器老化常数分析和热点温度的计算,通过计算变压器在服役期间的老化程度,从而分析得到所述变压器的剩余使用寿命,能够有效提高分析所述变压器剩余使用寿命的准确性。
实施例二:
图3示出了本发明实施例中油浸式变压器剩余寿命评估装置示意图,所述评估装置包括:
数据获取模块10:获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数。
具体的,在所述配电网的历史工作数据中提取所述配电网***的电压数据和变压器工作温度数据,在所述配电网***一年间的工作数据中提取所述配电网***的电压数据和变压器工作温度数据。
具体的,按照时间顺序将所述电压数据和所述工作温度数据划分为若干个样本数据,通过线性相关法分析所述电压数据和所述工作温度数据的相关性系数。
进一步的,在划分所述样本数据时,在所述若干个样本数据中剔除电压数据和工作温度数据中出现电压值和温度值骤变的数据,以便进行相关性分析。
具体的,将剔除的骤变数据进行独立的相关性分析,并结合所述骤变数据出现的概率,对所述电压数据和所述工作温度数据的相关性分析进行修正处理,得到所述变压器的工作温度变化系数。
进一步的,根据所述配电网***工作中出现电压骤变和温度骤变的情况,对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正处理,从而能够真实反映所述变压器工作温度随电压变化而变化的情况。
数据分析模块20:根据所述工作温度变化系数分析所述变压器的工作温度变化数据。
具体的,根据所述变压器的工作温度变化系数,拟合出所述变压器在一年间的工作温度变化曲线,从而得到所述变压器的工作温度变化数据,通过所述变压器工作温度变化数据可以确定所述变压器的实际工作环境温度的变化情况,从而提高所述变压器剩余寿命预估准确性。
老化计算模块30:根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数。
具体的,根据所述工作温度变化数据调整老化罐的设置参数,根据所述变压器的绝缘***进行老化实验,在老化罐中设置高温区和低温区,通过在低温区上设置加热装置,根据所述工作温度变化数据调整所述加热装置的输出功率,从而设置在所述老化罐内低温区的工作温度为变压器稳压状态下的温度变化状态,在所述高温区上设置铜导体升温装置,对所述高温区内的工作温度进行升温处理,使得所述高温区内的温度保持在所述变压器工作温度的最大值,通过双温老化实验得到所述变压器的绝缘老化曲线,从而得到变压器的老化常数。
进一步的,所述高温区的温度设置按照所述工作温度变化数据中,不同时间段采用对应的温度值不同,如在所述变压器的高峰工作时间段,其高温区的温度设置为高发热阶段的最高温度值,使得老化罐内的温度贴合所述变压器工作环境,从而得到能够反映所述变压器实际老化情况的绝缘老化常数。
热点温度计算模块40:根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值。
具体的,根据IEC 60076-7,即电力变压器第7部分:油浸电力变压器加载指南,提出的在变负载的情况下,变压器的热点温度等于环境温度、油箱顶层油位置相对于环境温度的温升及热点位置相对于油箱顶层油位置的温升的总和,即需要确定所述变压器的油箱顶层油位置的温度和变压器工作时热点位置的温度,在本实施例中通过设置光纤光栅传感器对油箱顶层油位置的温度和变压器热点位置的温度进行测量。
具体的,通过在所述变压器中设置所述光纤光栅传感器,在不同的工作时间段抽取多个热点位置温度、油顶位置温度、油底位置温度数据,结合所述多个热点位置温度、油顶位置温度、油底位置温度数据计算拟合所述变压器的热点温度变化曲线,根据所述变压器的电压数据拟合形成变压器的电压变化曲线,通过所述电压变化曲线对所述热点温度变化曲线进行修正拟合,从而得到所述热点温度修正曲线。
进一步的,根据所述热点温度修正曲线,可以评估所述变压器工作在一定时间内的热点温度。
评估模块50:结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值评估所述变压器剩余工作寿命。
具体的,所述变压器的老化率计算公式为:
其中,V为变压器老化率,θh为热点温度,k为变压器老化常数,110为变压器绝缘耐热温度,273为环境绝对温度。
在一定时期内变压器的寿命损失为:
其中:L为变压器寿命损失,Vn为第n个时间间隔的相对老化率,tn为第n个时间间隔的序数,N为所考虑期间内时间间隔的总数。
具体的,通过分析计算所述变压器在服役工作一定时间后的绝缘老化情况,所述变压器绝缘***的老化速度,从而分析得到所述变压器的剩余工作寿命,当所述变压器绝缘***的老化程度达到80%时,则认为所述变压器无法满足所述配电网***的运行需求,需要更换所述变压器。
具体的,本发明实施例提供了一种油浸式变压器剩余寿命的评估装置,所述评估装置通过提取配电网***历史工作数据中的电压数据和工作温度数据,通过线性相关分析和修正处理,得到所述变压器随电压变化的工作温度变化数据,从而根据所述温度变化数据进行变压器老化常数分析和热点温度的计算,通过计算变压器在服役期间的老化程度,从而分析得到所述变压器的剩余使用寿命,能够有效提高所述变压器剩余使用寿命分析的准确性。
另外,以上对本发明实施例所提供的进行了详细介绍,本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述评估方法包括:
获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数;
根据所述工作温度变化系数分析所述变压器的工作温度变化数据;
根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数;
根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值;
结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值评估所述变压器剩余工作寿命。
2.如权利要求1所述的油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据包括:
在所述配电网***的历史工作数据中,提取所述配电网***的电压数据和变压器工作温度数据。
3.如权利要求1所述的油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数包括:
计算分析所述电压数据和工作温度数据的线性相关系数;
对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正系数分析计算,得到修正系数;
结合所述线性相关系数和所述修正系数计算得到变压器工作温度变化系数。
4.如权利要求3所述的油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述计算分析所述电压数据和工作温度数据的线性相关系数包括:
将所述电压数据按照预设的时间间隔划分为若干个电压样本数据,根据若干个所述电压样本数据在所述工作温度数据中提取对应的工作温度样本数据;
通过相关系数分析法对若干个所述电压样本数据和工作温度样本数据进行分析,得到线性相关系数。
5.如权利要求3所述的油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述对所述电压数据和所述工作温度数据进行修正系数分析计算,得到修正系数包括:
提取所述电压数据和所述工作温度数据中数据骤变的数据样本,得到骤变数据样本;
分析电压数据骤变和工作温度数据骤变之间的相关性,得到所述电压数据和工作温度数据的修正系数。
7.如权利要求1所述的油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数包括:
通过双温计算分析拟合所述变压器的绝缘油和绝缘纸随时间变化在工作温度变化环境下的老化曲线,得到所述变压器的老化常数。
8.如权利要求1所述的油浸式变压器剩余寿命评估方法,其特征在于,所述根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值包括:
通过在所述变压器中设置所述光纤光栅传感器获取变压器的热点位置温度、油顶位置温度和油底位置温度数据,结合所述热点位置温度、油顶位置温度和油底位置温度数据拟合形成热点温度变化曲线。
10.一种油浸式变压器剩余寿命评估装置,其特征在于,所述评估装置包括:
数据获取模块:获取配电网***中电压数据和变压器工作温度数据,根据所述电压数据和所述工作温度数据计算变压器工作温度变化系数;
数据分析模块:根据所述工作温度变化系数分析所述变压器的工作温度变化数据;
老化计算模块:根据所述工作温度变化数据分析计算所述变压器的绝缘老化常数;
热点温度计算模块:根据所述电压数据分析计算所述变压器的热点温度值;
评估模块:结合所述绝缘老化常数和所述热点温度值评估所述变压器剩余工作寿命。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102096030A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-15 | 西安交通大学 | 一种基于运行数据评估电力变压器绝缘剩余寿命的方法 |
US20130243033A1 (en) * | 2010-11-03 | 2013-09-19 | Roberto Asano, JR. | Predicting The Remaining Life Of A Transformer |
CN103364658A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-23 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 基于光纤光栅测温***进行变压器寿命预测的方法 |
CN109919394A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 沈阳天眼智云信息科技有限公司 | 电力变压器剩余寿命预测方法 |
CN110083951A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于变压器相关运行数据的固体绝缘寿命预测方法 |
CN110440852A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-12 | 正泰电气股份有限公司 | 油浸式变压器寿命评估方法和评估装置 |
CN111257707A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-06-09 | 西南交通大学 | 一种冲击负荷下牵引变压器绝缘寿命的评估方法 |
CN113704968A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-26 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种油浸式配电变压器绝缘老化评估的方法和装置 |
CN115219835A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 北京智盟信通科技有限公司 | 油浸式变压器寿命评估方法 |
CN115238865A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-25 | 贵州电网有限责任公司 | 一种电力变压器电热联合寿命评估模型构建方法 |
CN115544803A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-12-30 | 贵州电网有限责任公司 | 一种变压器剩余寿命预测方法、装置、设备及存储介质 |
CN115598454A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-13 | 云南电网有限责任公司红河供电局(Cn) | 一种预测变压器使用寿命的计算方法 |
-
2023
- 2023-02-08 CN CN202310085225.0A patent/CN116227171B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130243033A1 (en) * | 2010-11-03 | 2013-09-19 | Roberto Asano, JR. | Predicting The Remaining Life Of A Transformer |
CN102096030A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-15 | 西安交通大学 | 一种基于运行数据评估电力变压器绝缘剩余寿命的方法 |
CN103364658A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-23 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 基于光纤光栅测温***进行变压器寿命预测的方法 |
CN109919394A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 沈阳天眼智云信息科技有限公司 | 电力变压器剩余寿命预测方法 |
CN110083951A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于变压器相关运行数据的固体绝缘寿命预测方法 |
CN110440852A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-12 | 正泰电气股份有限公司 | 油浸式变压器寿命评估方法和评估装置 |
CN111257707A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-06-09 | 西南交通大学 | 一种冲击负荷下牵引变压器绝缘寿命的评估方法 |
CN113704968A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-26 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种油浸式配电变压器绝缘老化评估的方法和装置 |
CN115238865A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-25 | 贵州电网有限责任公司 | 一种电力变压器电热联合寿命评估模型构建方法 |
CN115219835A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 北京智盟信通科技有限公司 | 油浸式变压器寿命评估方法 |
CN115544803A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-12-30 | 贵州电网有限责任公司 | 一种变压器剩余寿命预测方法、装置、设备及存储介质 |
CN115598454A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-13 | 云南电网有限责任公司红河供电局(Cn) | 一种预测变压器使用寿命的计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李振柱等: "考虑绝缘剩余寿命的变压器健康状态评估方法", 电力自动化设备, vol. 36, no. 08 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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