一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法技术方案

本发明专利技术提出一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，涉及分体式油浸变压器冷却系统研究的技术领域，解决了现有方法没有考虑变压器运行时油流温度与流量变化对冷却系统出厂额定散热功率的影响，导致计算的工作效率值不准确的问题，本发明专利技术基于分体式油浸变压器实时运行参数等来计算分体式油浸变压器的发热功率以及分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率，并将额定散热功率转换为实际额定散热功率，考虑了正常运行环境中油流温度与流量变化对冷却器出厂额定散热功率的影响，最后求解冷却系统的工作效率，保证了计算结果的可靠性，增强工了作人员对变压器运行状态的掌控力。

【技术实现步骤摘要】
一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法
本专利技术涉及分体式油浸变压器冷却系统研究的
，更具体地，涉及一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法。
技术介绍
变压器运行过程中，系统积污、老化、缺陷与故障等因素均会导致其冷却系统工作效率逐渐降低，进而影响到变压器的运行状态，而冷却系统的工作效率影响机制复杂，难以对其进行准确计算，使得变电站积污情况无法准确判断，给变电站的清洗与检修带来不便，而且仅根据变压器的状态变化难以得出其冷却系统的工作效率，无法准确分析变压器运行异常的原因，因此，有必要对变压器冷却系统工作效率的计算方法进行研究。目前，国内对于变压器冷却系统的相关研究较少，多局限于一体式油浸式变压器冷却系统工作效率的计算，相比于油浸式变压器的一体式散热方式，分体式油浸变压器冷却系统的结构发生了变化，此时，一体式油浸式变压器冷却系统工作效率的计算方法难以沿用，且在一体式油浸式变压器冷却系统工作效率的计算方法中，冷却系统的额定散热功率采用其性能出厂试验数据计算值，未考虑变压器运行时油流温度与流量变化对冷却系统出厂额定散热功率的影响，因此与正常运行值存在一定的偏差，导致计算结果不准确，也就不利于工作人员对变压器运行状态的掌控；而从研究
相对更接近一些的层面来看，2017年9月15日，公布号为CN107133739A的中国专利中公开了一种变压器分体冷却系统效能的核算方法，对变压器分体冷却系统的运行、适应性、效果、初始能力等进行多维度的考核，建立适用于变压器分体冷却系统的效能核算指标体系，但该方法是从定性的角度对变压器冷却系统的工作效率进行评估计算，主观因素影响比较大，导致最终的计算结果也不可靠。
技术实现思路
为解决现有计算油浸式变压器冷却系统工作效率的方法，没有考虑变压器运行时油流温度与流量变化对冷却系统出厂额定散热功率的影响，导致计算的工作效率值不准确的问题，本专利技术提出一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，提高计算结果的可靠性，从而增强工作人员对变压器运行状态的掌控力。为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，至少包括：S1.采集分体式油浸变压器的实时运行数据及铭牌参数；S2.采集分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据及实际运行参数；S3.基于分体式油浸变压器的实时运行数据与铭牌参数，计算分体式油浸变压器的发热功率Pz；S4.基于分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据，确定分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率Ple；S5.根据分体式油浸变压器冷却系统的实际运行参数，结合变压器运行时油流温度与流量变化对冷却系统出厂额定散热功率的影响，将额定散热功率Ple转换为实际额定散热功率P′le；S6.基于分体式油浸变压器红外测温辐射和对流计算的结果，获得变压器油箱的实际散热功率Psa；S7.结合变压器油箱的实际散热功率Psa，基于能量守恒原理，计算分体式油浸变压器冷却系统的实际散热功率Pla；S8.根据实际额定散热功率P′le及分体式油浸变压器冷却系统的实际散热功率Pla，求解分体式油浸变压器冷却系统的工作效率。优选地，所述分体式油浸变压器的实时运行数据及铭牌参数包括：分体式油浸变压器的空载损耗、分体式油浸变压器的额定负载损耗、分体式油浸变压器的负荷值、分体式油浸变压器低压侧实际电流、分体式油浸变压器低压侧额定电流、分体式油浸变压器高压侧实际电流及分体式油浸变压器高压侧额定电流。优选地，步骤S3所述的分体式油浸变压器发热功率Pz满足公式：其中，Pz表示分体式油浸变压器的发热功率；P0表示分体式油浸变压器的空载损耗；Pe表示分体式油浸变压器的额定负载损耗；ILa表示分体式油浸变压器低压侧实际电流；ILe表示分体式油浸变压器低压侧额定电流；IHa表示分体式油浸变压器高压侧实际电流；IHe表示分体式油浸变压器高压侧额定电流。优选地，步骤S4所述分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率Ple满足：Ple＝P1-P2其中，P1表示分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据中电加热器的发热功率；P2表示分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据中试验装置的热损耗。优选地，步骤S5所述将额定散热功率Ple转换为实际额定散热功率P′le的公式为：其中，P′le表示分体式油浸变压器冷却系统的实际额定散热功率；Ti'-To'表示分体式油浸变压器冷却系统的实际进出口油温差；Qa表示分体式油浸变压器冷却系统的实际平均油流流量；Qe表示分体式油浸变压器冷却系统的额定平均油流流量；k表示校正系数；分体式油浸变压器冷却系统的实际平均油流流量Qa的求解公式为：其中，Ti、To、Tt分别为分体式油浸变压器在实际运行中冷却系统进油口、出油口与输油管中的油温，Qt为输油管中的实际油流流速。分体式油浸变压器冷却系统的额定平均油流流量Qe的求解公式为：其中，ci表示分体式油浸变压器冷却系统的进油口处变压器油比热容；co表示分体式油浸变压器冷却系统的出油口处变压器油比热容；ρi表示分体式油浸变压器冷却系统的进油口处变压器油的密度；ρo表示分体式油浸变压器冷却系统的出油口处变压器油的密度；Ple表示分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率；Ti-To表示分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据中冷却系统的进出口油温差。在此，在确定分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率时，考虑了正常运行环境中油流温度与流量变化对冷却系统出厂额定散热功率的影响，将额定散热功率Ple转换为实际额定散热功率P′le，提高了分体式油浸变压器冷却系统工作效率计算的准确性。优选地，步骤S6所述分体式油浸变压器油箱的实际散热功率Psa所满足的计算公式为：Psa＝Pr+Pc其中，Pr表示分体式油浸变压器油箱的辐射散热功率；Pc表示分体式油浸变压器油箱的对流散热功率。优选地，分体式变压器油箱的辐射散热功率Pr通过网络法计算，分体式油浸变压器油箱及分体式油浸变压器油箱所在房间的壁面构成多表面系统，形成分体式油浸变压器箱体的模型，分体式油浸变压器油箱的四个侧面分别为第一表面、第二表面、第三表面及第四表面，分体式油浸变压器油箱的顶面为第五表面，分体式油浸变压器油箱所在房间的壁面为第六表面，利用红外测温，确定分体式油浸变压器油箱各个面的温度分布情况，结合基尔霍夫定律得到分体式油浸变压器油箱各个面单位面积发射的总辐射量，最后确认单位时间内分体式油浸变压器油箱各个面与房间壁面间的净辐射换热量，单位时间内分体式油浸变压器油箱各个面与房间壁面间的净辐射换热量的公式为：ΦΣ＝Φ1,6+Φ2,6+Φ3,6+Φ4,6+Φ5,6＝A1X1,6(J1-J6)+A2X2,6(J2-J6)+...+A5X5,6(J5-J6)其中，φΣ表示单位时间内分体式油浸变压器油箱各个面与房间壁面间的净辐射换热量；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，其特征在于，至少包括：/nS1.采集分体式油浸变压器的实时运行数据及铭牌参数；/nS2.采集分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据及实际运行参数；/nS3.基于分体式油浸变压器的实时运行数据与铭牌参数，计算分体式油浸变压器的发热功率P

【技术特征摘要】
1.一种分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，其特征在于，至少包括：
S1.采集分体式油浸变压器的实时运行数据及铭牌参数；
S2.采集分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据及实际运行参数；
S3.基于分体式油浸变压器的实时运行数据与铭牌参数，计算分体式油浸变压器的发热功率Pz；
S4.基于分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据，确定分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率Ple；
S5.根据分体式油浸变压器冷却系统的实际运行参数，结合变压器运行时油流温度与流量变化对冷却系统出厂额定散热功率的影响，将额定散热功率Ple转换为实际额定散热功率P′le；
S6.基于分体式油浸变压器红外测温辐射和对流计算的结果，获得变压器油箱的实际散热功率Psa；
S7.结合变压器油箱的实际散热功率Psa，基于能量守恒原理，计算分体式油浸变压器冷却系统的实际散热功率Pla；
S8.根据实际额定散热功率P′le及分体式油浸变压器冷却系统的实际散热功率Pla，求解分体式油浸变压器冷却系统的工作效率。


2.根据权利要求1所述的分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，其特征在于，所述分体式油浸变压器的实时运行数据及铭牌参数包括：分体式油浸变压器的空载损耗、分体式油浸变压器的额定负载损耗、分体式油浸变压器的负荷值、分体式油浸变压器低压侧实际电流、分体式油浸变压器低压侧额定电流、分体式油浸变压器高压侧实际电流及分体式油浸变压器高压侧额定电流。


3.根据权利要求2所述的分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，其特征在于，步骤S3所述的分体式油浸变压器发热功率Pz满足公式：



其中，Pz表示分体式油浸变压器的发热功率；P0表示分体式油浸变压器的空载损耗；Pe表示分体式油浸变压器的额定负载损耗；ILa表示分体式油浸变压器低压侧实际电流；ILe表示分体式油浸变压器低压侧额定电流；IHa表示分体式油浸变压器高压侧实际电流；IHe表示分体式油浸变压器高压侧额定电流。


4.根据权利要求3所述的分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，其特征在于，步骤S4所述分体式油浸变压器冷却系统的额定散热功率Ple满足：
Ple＝P1-P2
其中，P1表示分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据中电加热器的发热功率；P2表示分体式油浸变压器冷却系统的性能出厂试验数据中试验装置的热损耗。


5.根据权利要求4所述的分体式油浸变压器冷却系统工作效率的计算方法，其特征在于，步骤S5所述将额定散热功率Ple转换为实际额定散热功率P′le的公式为：



其中，P′le表示分体式油浸变压器冷却系统的实际额定散热功率；Ti'-To'表示分体式油浸变压器冷却系统的实际进出口油温差；Qa表示分体式油浸变压器冷却系统的实际平均油流流量；Qe表示分体式油浸变压器冷却系统的额定平均油流流量；k表示校正系数；
分体式油浸变压器冷却系统的实际平均油流流量Qa的求解公式为：



其中，Ti、To、Tt分别为分体式油浸变压器在实际运行中冷却系统进油口、出油口与输油管中的油温，Qt为输油管中的实际油流流速。
分体式油浸变压器冷却系统的额定平均油...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋惠中，姜美玲，蔡珍珍，黄湘，郑琪，郭修杰，冯镇生，钟健樑，刘健，宋晓越，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44