【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电抗器热点温度预测，尤其是指一种电抗器热点温度反演检测方法。
技术介绍
1、交流特高压压输电线路上，需要特高压并联电抗器平衡无功功率、改善电压分布；但是在实际运行过程中，特高压电抗器会频繁出现故障；经查证部分故障是由于温度局部过热导致，因此对特髙压并联电抗器的温度场的研究备受关注。温度场分布不均可能会导致绝缘件老化、损耗增加，从而降低电抗器使用寿命和性能，因此如何准确识别电抗器异常发热状态，对于保证电抗器安全稳定运行，指导制定有效的维护维修策略具有重要意义。
2、油浸式电抗器作为电网中的重要设备，其安全高效运行是实现电力系统节能降耗目标的重要组成部分。目前使用较广泛的对电抗器内部热点温度进行预测的手段是基于人工智能算法的顶层油温预测方法，但是在实际情况中电抗器不便于配置顶层油温温度测量装置，因此，在对顶层油温进行预测时，获取大量训练样本较为困难；由于难以实时监测顶层油温，会导致获取的温度数据信息精度低且离散程度高，进而影响热点温度预测的精度。在采用传统的集总参数模型对温度进行分析时，获取的是电抗器绕组的平均温度，而非顶层油温，导致在电抗器长时间运行发生热性故障时，不能及时预警。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中获取温度数据样本较困难，难以实时监测顶层油温，导致获取的温度数据信息精度低且离散程度高，影响预测精度的问题；获取的数据为电抗器绕组的平均温度，而非顶层油温，导致在电抗器长时间运行发生热性故障时，不能及时预警的问题
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电抗器热点温度反演检测方法，包括：
3、根据电抗器类型，确定光纤测温传感器的支数，并设置光纤布点的位置；根据光纤布点的位置，在电抗器表面布置多台光纤测温装置；根据光纤测温装置，实时获取电抗器外表面温度数据，从而得出电抗器外表面温度之间的温差；
4、根据电抗器内部传热结构，基于热场与电路之间参量的对应关系，并结合光纤布点的位置，建立分布式参数热路模型；其中，通过类比热路中热量的流动和电路中电流的流动，将电抗器外表面温度之间的温差类比为热路模型中的电压，将电抗器绕组之间传递的热量类比为热路模型中的电流；
5、通过改变热路模型中输入电压和电流的大小，进行不同工况下的温升试验，求解热路模型，得到输出信息，该输出信息为电抗器热点温度。
6、优选地，所述电抗器类型为油浸式电抗器。
7、优选地，所述光纤测温传感器的支数为12，即每12支设置为一个光纤布点位置。
8、优选地，根据电抗器类型，分析电抗器内部传热结构，则电抗器绕组分布式参数热路模型包括：
9、第一电阻，其一端与第二电阻一端、第一电流源负极、第一可变电阻一端相连，另一端与第三电阻一端相连；
10、第二电阻，其另一端与第一电压源正极相连；
11、第三电阻，其一端与第四电阻一端、第二电流源负极相连，另一端与第五电阻一端相连；
12、第四电阻，其另一端与第二电压源正极相连；
13、第五电阻，其一端与第六电阻一端、第三电流源负极相连，另一端与第七电阻一端相连；
14、第六电阻，其另一端与第三电压源正极相连；
15、第七电阻，其一端与第八电阻一端、第四电流源负极相连，另一端与第九电阻一端相连；
16、第八电阻，其另一端与第四电压源正极相连；
17、第九电阻，其一端与第十电阻一端、第五电流源负极相连，另一端与第十一电阻一端相连；
18、第十电阻，其另一端与第五电压源正极相连；
19、第十一电阻，其一端与第十二电阻一端、第六电流源负极相连，另一端与第十三电阻一端相连；
20、第十二电阻，其另一端与第六电压源正极相连；
21、第十三电阻，其一端与第十四电阻一端、第七电流源负极相连，另一端与第十五电阻一端相连；
22、第十四电阻，其另一端与第七电压源正极相连；
23、第十五电阻，其一端与第十六电阻一端、第八电流源负极相连，另一端与第十七电阻一端相连；
24、第十六电阻，其另一端与第八电压源正极相连；
25、第十七电阻，其一端与第十八电阻一端、第九电流源负极相连，另一端与第十九电阻一端相连；
26、第十八电阻，其另一端与第九电压源正极相连；
27、第十九电阻，其一端与第二十电阻一端、第十电流源负极相连，另一端与第二十一电阻一端、第二可变电阻一端、第十一电流源负极相连；
28、第二十电阻，其另一端与第十电压源正极相连；
29、第二十一电阻，其另一端与第十一电压源正极相连；
30、第一可变电阻，其另一端与上升电压源正极相连；
31、第二可变电阻，其另一端与下降电压源正极相连；
32、其中，第一电流源至第十一电流源正极、第一电压源至第十一电压源、上升电压源以及下降电压源负极分别接地。
33、优选地，热场与电路之间参量的对应关系包括：
34、热场中的传热量类比为热路模型中的电流；热场中的温差类比为热路模型中的电压；热场中的热阻类比为热路模型中的电阻；热场中的热容类比为热路模型中的电容；
35、根据研究电抗器类型查表得绕组的材料属性参数，通过经验公式计算热路模型中绕组饼间热阻，则单位面积热阻定义为
36、
37、其中，q表示等温面法线方向的热流密度；δt表示电抗器外表面温度之间的温差；
38、根据傅里叶导热定律获取等温面法线方向的热流密度，则q计算公式为
39、
40、其中，a表示传热面积；l表示导热系数；表示热流传输方向上的温度梯度。
41、优选地，在求解热路模型过程中约束方程的个数大于等于变量方程的个数。
42、优选地，所述不同工况下表示根据所研究的电抗器类型对应电压等级允许偏移±5％内取的不同的电压值。
43、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：
44、(1)本专利技术所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，通过在电抗器表面布置多台光纤测温装置，可实时获取得到大量的电抗器外表面温度数据信息，解决了顶层油温预测的非实时性和数据误差大的问题，实现了电抗器运行状态检测的实时在线监控，增强了电抗器运行的可靠性；
45、(2)本专利技术所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，通过分析电抗器内部传热结构，结合易发生过热故障的位置，建立分布式参数热路模型，能够真实反应电抗器的实际运行状态，当电抗器长时间运行导致发生热性故障时，能够及时预警；在建立分布式热路模型时，同时考虑了绕组损耗和铁芯损耗，考虑更加全面和细致，提高了热路模型精度。
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1.一种电抗器热点温度反演监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电抗器热点温度反演监测方法，其特征在于，所述电抗器类型为油浸式电抗器。
3.根据权利要求2所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，所述光纤测温传感器的支数为12，即每12支设置为一个光纤布点位置。
4.根据权利要求2所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，当电抗器类型为油浸式电抗器时，电抗器绕组分布式参数热路模型包括：
5.根据权利要求1所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，热场与电路之间参量的对应关系包括：
6.根据权利要求1所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，在求解热路模型过程中约束方程的个数大于等于变量方程的个数。
7.根据权利要求1所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，所述不同工况下表示根据所研究的电抗器类型对应电压等级允许偏移±5％内取的不同的电压值。
【技术特征摘要】
1.一种电抗器热点温度反演监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电抗器热点温度反演监测方法，其特征在于，所述电抗器类型为油浸式电抗器。
3.根据权利要求2所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，所述光纤测温传感器的支数为12，即每12支设置为一个光纤布点位置。
4.根据权利要求2所述的一种电抗器热点温度反演检测方法，其特征在于，当电抗器类型为油浸式电抗器时，电抗器绕组分布式...
【专利技术属性】
技术研发人员：王璇，俞华，刘宏，李艳鹏，梁基重，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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