本申请公开了一种变压器温升的计算方法及装置。其中，该方法包括：获取变压器所处区域的环境温度和变压器在当前时刻的负载系数；根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定变压器的底层油温，其中，底层油温为变压器油流经变压器的底部入油口处时的油温；将底层油温输入至第二层模型，得到第二层模型输出的变压器的热油区油温，其中，热油区油温为变压器油流经变压器的绕组区域时的油温；将热油区油温输入至第三层模型，并得到第三层模型输出的变压器的热点温度，其中，第一层模型、第二层模型以及第三层模型为计算逻辑不同的三个数学模型，热点温度为变压器内部最热点温度。本申请解决了现有技术中天然酯变压器温升计算效率低的技术问题。技术问题。技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种变压器温升的计算方法及装置
[0001]本申请涉及变压器
，具体而言，涉及一种变压器温升的计算方法及装置。
技术介绍
[0002]在变压器的使用过程中，变压器的热点温度过高会对变压器的电气性能造成不良影响，当热点温度超过绝缘材料所能承受的最大值时，绝缘就会失效，从而降低变压器的电气可靠性和寿命，因此，精确计算变压器的热点温度对变压器的合理使用具有重要意义。其中，现有技术中通常将变压器的油顶层温升和线圈热点温升关联在了一起进行处理，然后计算得到变压器的热点温度。
[0003]但是，在实际场景中，油顶层温升和线圈热点温升之间的关系十分复杂，需要使用热点因子等经验系数进行辅助计算。但是，这种方式仅适用于传统的矿物油变压器。对于天然酯变压器，这种采用新型冷却介质的变压器，无法采用基于矿物油经验系数的解析式完成温升的快速评估；同时，缺乏经验和试验数据可以修正天然酯变压器的温升计算。急需一种基于天然酯油循环过程中物理意义的算法，实现天然酯变压器的温升快速、准确评估。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
[0005]本申请实施例提供了一种变压器温升的计算方法及装置，以至少解决现有技术中天然酯变压器温升计算效率低的技术问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种变压器温升的计算方法，该方法包括：获取变压器所处区域的环境温度和变压器在当前时刻的负载系数；根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定变压器的底层油温，其中，底层油温为变压器油流经变压器的底部入油口处时的油温；将底层油温输入至第二层模型，得到第二层模型输出的变压器的热油区油温，其中，热油区油温为变压器油流经变压器的绕组区域时的油温；将热油区油温输入至第三层模型，并得到第三层模型输出的变压器的热点温度，其中，第一层模型、第二层模型以及第三层模型为计算逻辑不同的三个数学模型，热点温度为变压器内部最热点温度。
[0007]进一步地，上述变压器为天然酯变压器，上述变压器油为天然酯油。
[0008]进一步地，天然酯变压器温升的计算方法还包括：在根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定变压器的底层油温之前，根据变压器的电磁参数和结构参数确定变压器的铁损和变压器的金属结构件的杂散损耗，其中，铁损为变压器中的铁心所产生的损耗，金属结构件为变压器中除铁心和变压器线圈之外的金属构件。
[0009]进一步地，变压器温升的计算方法：在根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定变压器的底层油温之前，根据变压器线圈的结构特点，采用解析法计算变压器线圈在满足额定条件时的线圈直流电阻损耗，并采用二维精细化模型计算变压器线圈在满足额定条件时的线圈涡流损耗,其中，额定条件表征变压器在预设温度下工作。
[0010]进一步地，变压器温升的计算方法：在根据环境温度、负载系数以及第一层模型确
定变压器的底层油温之前，计算变压器油对应的多个热特性参数，其中，多个热特性参数至少包括粘度、导热系数、密度、比热容以及热膨胀系数；获取第一层模型对应的第一层特征值，其中，第一层特征值用于表征第一层散热组件的形状特征值，第一层散热组件为变压器中与第一层模型相对应的散热组件；根据变压器油对应的多个热特性参数和第一层特征值确定变压器油在当前时刻的变压器油目标热阻。
[0011]进一步地，变压器温升的计算方法：在计算变压器油对应的多个热特性参数之后，获取第二层模型对应的第二层特征值，其中，第二层特征值用于表征第二层散热组件的形状特征值，第二层散热组件为变压器中与第二层模型相对应的散热组件；根据变压器油对应的多个热特性参数和第二层特征值确定绕组区域在当前时刻的绕组区域目标热阻；获取第三层模型对应的第三层特征值，其中，第三层特征值用于表征第三层散热组件的形状特征值，第三层散热组件为变压器中与第三层模型相对应的散热组件；根据变压器油对应的多个热特性参数和第三层特征值确定热点区域在当前时刻的热点区域目标热阻。
[0012]进一步地，变压器温升的计算方法还包括：在根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定变压器的底层油温之前，根据金属结构件的杂散损耗、线圈直流电阻损耗、线圈涡流损耗以及损耗参考温度构建多个函数，其中，多个函数包括第一层模型损耗随实时温度变化的修正系数、第二层模型损耗随实时温度变化的修正系数以及第三层模型损耗随实时温度变化的修正系数，第一层模型损耗随实时温度变化的修正系数用于表征第一层热源的损耗值与实时温度之间的关联关系，第二层模型损耗随实时温度变化的修正系数用于表征第二层热源的损耗值与实时温度之间的关联关系，第三层模型损耗随实时温度变化的修正系数用于表征第三层热源的损耗值与实时温度之间的关联关系。
[0013]进一步地，变压器温升的计算方法还包括：获取在变压器满足额定条件时变压器油的变压器油额定热阻，以及第一层模型对应的第一时间常数；根据环境温度、第一时间常数、变压器油额定热阻、变压器油目标热阻、第一层模型损耗随实时温度变化的修正系数、负载系数以及变压器对应的油循环相关常数确定底层油温；获取第二层模型对应的第二时间常数，以及在变压器满足额定条件时绕组区域的绕组区域额定热阻；根据油循环相关常数、第二时间常数、绕组区域额定热阻、绕组区域目标热阻、第二层模型损耗随实时温度变化的修正系数、负载系数以及底层油温确定热油区油温；获取第三层模型对应的第三时间常数，以及在变压器满足额定条件时热点区域的热点区域额定热阻；根据油循环相关常数、第三时间常数、热点区域额定热阻、热点区域目标热阻、第三层模型损耗随实时温度变化的修正系数、负载系数以及热油区油温确定热点温度。
[0014]根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种变压器温升的计算装置，包括：获取模块，用于获取变压器所处区域的环境温度和变压器在当前时刻的负载系数；确定模块，用于根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定天然酯变压器的底层油温，其中，底层油温为变压器油流经变压器的底部入油口处时的油温；第一输入模块，用于将底层油温输入至第二层模型，得到第二层模型输出的变压器的热油区温度，其中，热油区油温为变压器油流经变压器的绕组区域时的油温；第二输入模块，用于将热油区油温输入至第三层模型，并得到第三层模型输出的变压器的热点温度，其中，第一层模型、第二层模型以及第三层模型为计算逻辑不同的三个数学模型，热点温度为变压器内部最热点温度。
[0015]进一步地，上述的变压器为天然酯变压器，上述的变压器油为天然酯油。
[0016]在本申请中，采用获取变压器的环境温度和当前时刻的负载系数，结合三个数学模型确定变压器温升的方式，首先获取变压器所处区域的环境温度和变压器在当前时刻的负载系数，并根据环境温度、负载系数以及第一层模型确定变压器的底层油温，然后将底层油温输入至第二层模型，得到第二层模型输出的变压器的热油区温度，最后将热油区油温输入至第三层模型，并得到第三层模型输出的变压器的热点温度。其中，底层油温为变压器油流经变压器的底部入油口处时的油温；热油区油温为变压器油流经本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变压器温升的计算方法，其特征在于，包括：获取变压器所处区域的环境温度和所述变压器在当前时刻的负载系数；根据所述环境温度、所述负载系数以及第一层模型确定所述变压器的底层油温，其中，所述底层油温为变压器油流经所述变压器的底部入油口处时的油温；将所述底层油温输入至第二层模型，得到所述第二层模型输出的变压器的热油区油温，其中，所述热油区油温为所述变压器油流经所述变压器的绕组区域时的油温；将所述热油区油温输入至第三层模型，并得到所述第三层模型输出的变压器的热点温度，其中，所述第一层模型、所述第二层模型以及所述第三层模型为计算逻辑不同的三个数学模型，所述热点温度为变压器内部最热点温度。2.根据权利要求1所述的变压器温升的计算方法，其特征在于，所述变压器为天然酯变压器，所述变压器油为天然酯油。3.根据权利要求1或2所述的变压器温升的计算方法，其特征在于，在根据所述环境温度、所述负载系数以及第一层模型确定所述变压器的底层油温之前，所述方法还包括：根据所述变压器的电磁参数和结构参数确定所述变压器的铁损和所述变压器的金属结构件的杂散损耗，其中，所述铁损为所述变压器中的铁心所产生的损耗，所述金属结构件为所述变压器中除所述铁心和变压器线圈之外的金属构件。4.根据权利要求3所述的变压器温升的计算方法，其特征在于，在根据所述环境温度、所述负载系数以及第一层模型确定所述变压器的底层油温之前，所述方法还包括：根据所述变压器线圈的结构特点，采用解析法计算所述变压器线圈在满足额定条件时的线圈直流电阻损耗，并采用二维精细化模型计算所述变压器线圈在满足所述额定条件时的线圈涡流损耗，其中，所述额定条件表征所述变压器在预设温度下工作。5.根据权利要求4所述的变压器温升的计算方法，其特征在于，在根据所述环境温度、所述负载系数以及第一层模型确定所述变压器的底层油温之前，所述方法还包括：计算所述变压器油对应的多个热特性参数，其中，所述多个热特性参数至少包括粘度、导热系数、密度、比热容以及热膨胀系数；获取所述第一层模型对应的第一层特征值，其中，所述第一层特征值用于表征第一层散热组件的形状特征值，所述第一层散热组件为所述变压器中与所述第一层模型相对应的散热组件；根据所述变压器油对应的多个热特性参数和所述第一层特征值确定所述变压器油在当前时刻的变压器油目标热阻。6.根据权利要求5所述的变压器温升的计算方法，其特征在于，在计算所述变压器油对应的多个热特性参数之后，所述方法还包括：获取所述第二层模型对应的第二层特征值，其中，所述第二层特征值用于表征第二层散热组件的形状特征值，所述第二层散热组件为所述变压器中与所述第二层模型相对应的散热组件；根据所述变压器油对应的多个热特性参数和所述第二层特征值确定所述绕组区域在当前时刻的绕组区域目标热阻；获取所述第三层模型对应的第三层特征值，其中，所述第三层特征值用于表征第三层散热组件的形状特征值，所述第三层散热组件为所述变压器中与所述第三层模型相对应的
散热组件；根据所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子腾，
申请(专利权)人：正泰电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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