CN103543352A - 基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，包括：A、根据变压器基本配置信息进行过负荷曲线计算的基本配置，来适应不同类型、不同冷却方式的变压器；B、读取所述变压器实时运行数据，完成变压器实时数据的准备；C、计算所述变压器的冷却容量，初始变压器冷却能力；D、分析所述变压器历史负荷趋势，并预测变压器的未来负荷；E、再根据变压器的绕组热点温度计算变压器的热极限时间；F、根据初始化的变压器组件的过负荷能力表，修改变压器的热极限时间；G、采用贝塞尔网格对负荷曲线进行拟合，完成确定变压器动态过负荷曲线图。采用本发明生成变压器的动态过负荷曲线图，能够为负荷控制提供科学有效的参考。
Description
基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力变压器技术，尤其涉及一种基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法。
背景技术
[0002]目前，电力变压器过负荷曲线主要是根据变压器的温升计算以及寿命分析来生成。其中的算法主要是根据IEC 60076-7《油浸式变压器负载导则》中温升计算公式建立变压器温升和寿命损失模型，从数理统计出发，用概率分布的观点，在实测负荷的基础上，计算出一条合理的典型过负荷曲线，使之能够正确反映变压器运行的实际状况，一般变电站都是依据变压器出厂试验的过负荷曲线图作为参考，应用此过负荷曲线来指导变压器的实际过负荷运行。
[0003] 国际电工委员会(IEC)推荐的确定变压器正常过负荷方法的原则如下:
I)根据负荷系数考虑环境温度变化，变压器每天消耗“正常日”寿命损失的条件下，确定日负荷曲线。变压器在环境温度20°c下，额定负载，线圈最热点温度为98°C下运行一天的绝缘寿命损失称为“正常日”寿命损失。
[0004] 2)绝缘热损坏符合法则。变压器绝缘寿命损失是随绕组热点温度成指数关系增长，在80~140°C范围内，每增加6°C，绝缘寿命损失增加一倍。
[0005] 3)正常过负荷倍数K≤1.5，线圈最热点温度≤140°C。
[0006] 4)考虑自然油循环和强迫油循环两种类型的冷却方式和5种环境温度((TC，10°c，20°c，30°c，4(rc )，因此正常过负荷由10组曲线组成。
[0007]目前国内外对过负荷曲线生成的方法有两种:一种是基于变压器出厂试验数据的方法，就是根据变压器出厂试验得到的温升及相应数据按照《油浸式变压器负载导则》计算变压器过负荷能力生成过负荷曲线，或者直接应用变压器出厂的过负荷曲线，缺点是不能真正的反映变压器的实际过负荷能力，浪费变压器资源。基于出厂试验数据的方法只是计算了变压器的一个理想过负荷曲线，对变压器实际过负荷能力有保留；没有考虑变压器所属组件的过负荷能力，变压器组件的过负荷能力也影响变压器的过负荷曲线；实时性差，无法根据变压器实时数据生成动态过负荷曲线。另一种是根据变压器实际的运行负荷、环境温度根据《油浸式变压器负载导则》计算变压器过负荷能力生成过负荷曲线，缺点是只能计算出变压器当前稳态负荷状态下的过负荷能力，不能根据变压器的历史负荷曲线预测变压器的未来负荷；没有考虑变压器所属组件的过负荷能力，变压器组件的过负荷能力也影响变压器的过负荷曲线；实时性差，无法动态实时计算过负荷能力并生成过负荷曲线。
[0008] 现有技术不管采用哪种方法，均没有考虑变压器组件的过负荷能力和变压器的实时动态负荷，也未能解决实时动态计算变压器过负荷能力并生成动态过负荷曲线。
发明内容
[0009] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，结合变压器组件的过负荷能力和变压器的实时动态负荷，以实时动态计算变压器过负荷能力并生成动态过负荷曲线。
[0010] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，包括:
A、根据变压器基本配置信息进行过负荷曲线计算的基本配置，来适应不同类型、不同冷却方式的变压器；
B、读取所述变压器实时运行数据，完成变压器实时数据的准备； C、计算所述变压器的冷却容量，初始变压器冷却能力；
D、分析所述变压器历史负荷趋势，并预测变压器的未来负荷；
E、再根据变压器的绕组热点温度计算变压器的热极限时间；
F、根据初始化的变压器组件的过负荷能力表，修改变压器的热极限时间；
G、采用贝塞尔网格对负荷曲线进行拟合，完成确定变压器动态过负荷曲线图。
[0011] 其中，步骤B所述读取的变压器的实时运行数据包括负荷、环境温度、油色谱以及铁芯接地电流。
[0012] 步骤C所述计算所述变压器的冷却容量，具体为:根据采集的冷却装置运行状态来评估其冷却容量。
[0013] 步骤D所述分析变压器历史负荷趋势并预测变压器的未来负荷，具体为:分析变压器历史负荷，预测变压器未来的24小时负荷趋势并完成目标负荷的修订。
[0014] 步骤F所述初始化的变压器组件的过负荷能力表，包括:分析变压器套管、套管互感器、有载分接开关、引线的最大过负荷能力，并根据组件最大过负荷能力限定变压器目标负荷的上限。
[0015] 步骤G所述采用贝塞尔网格对负荷曲线进行拟合前，还包括:根据采集的变压器环境温度、顶层油温以及负荷，结合历史负荷趋势及组件过负荷能力、冷却容量的参数实时评估过负荷能力。
[0016] 本发明所提供的基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，具有以下优
占-
^ \\\.I)参考了变压器历史负荷曲线，预测了变压器的未来负荷，充分挖掘了变压器过负荷能力，生成的过负荷曲线具有很强的参考价值。
[0017] 2)考虑了变压器所属组件的过负荷承受力，反映了变压器的实际过负荷能力。
[0018] 3)分析了变压器的冷却容量，根据冷却容量的不同对变压器的过负荷曲线进行了修订。
[0019] 4)适用范围广，由于此算法加入多种类型变压器的初始化信息，以使其能适用多种不同电压等级、冷却方式的变压器的过负荷能力计算。
[0020] 5)可靠性高、成本低，由于可以用普通计算机进行实时计算，降低了硬件投入成本，同时减少了工作人员的参与，提高了工作效率及减少人员参与带来的工作误差，提高了
可靠性。
[0021] 6)实时性强，过负荷曲线的生成，前段数据都是来自变压器本身实时的采集数据，可以在毫秒级别的情况下完成曲线的生成，不存工作中的延时，提高了整体的同步性能。
[0022] 7)扩展性高，由于采用客户机/服务器(C/S)模式，可以方便的增加变压器台数，计算多台变压器的过负荷曲线，具有良好的扩展性。
附图说明
[0023] 图1为采用动态过负荷算法的本发明方法的流程图；
图2为本发明的动态过负荷算法网络通信拓扑图；
图3为本发明生成的过负荷曲线图。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
[0025] 本发明的基本思想是:先根据变压器基本配置信息进行过负荷曲线计算的基本配置，来适应不同类型、不同冷却方式的变压器；然后读取变压器实时运行数据(如负荷、环境温度、油色谱、铁芯接地电流等)，完成变压器实时数据的准备；计算变压器的冷却容量，初始变压器冷却能力；分析变压器历史负荷趋势，预测变压器的未来负荷，充分利用变压器的负荷能力；再根据变压器的绕组热点温度计算变压器的热极限时间；根据初始化的变压器组件的过负荷能力表，修改变压器的热极限时间；采用贝塞尔(Bezier)网格对负荷曲线进行拟合，以确定变压器动态过负荷曲线图。
[0026] 图1为采用动态过负荷算法的本发明方法的流程图。本发明方法采用所述动态过负荷算法实时执行，完成被监测变压器过负荷时间的计算，最终形成过负荷曲线图。
[0027] 图2为本发明的动态过负荷算法网络通信拓扑图。如图2所示，本发明采用客户机/服务器(C/S)模式，将安装此功能软件的计算机与变电站站控层通信，接收变压器实时数据及历史数据，从而根据变压器的运行数据计算变压器的过负荷能力，实时生成变压器的动态过负荷曲线图，为调度中心进行负荷控制提供科学有效的参考。
[0028] 下面，我们以一台三相三绕组31.5MVA/110kV变压器、无风扇和潜油泵(ONAN)为例，结合图1对本发明方法的流程图的各步骤进行详细说明:
步骤1:读取变压器的基本配置信息。电压为220kV，容量为31.5 MVA,冷却方式为0ΝΑΝ，顶层油温升为52.8K，损耗比为8.1。所述基本配置信息，主要包括额定电压、额定容量、冷却方式、出厂温升试验数据、出厂过负荷曲线图形、组件的负荷能力等。
[0029] 步骤2:判断是否读取到相应变压器的基本配置信息，如果接收到则执行步骤4 ；如果没有接收到则执行步骤3。
[0030] 步骤3:默认变压器基本配置信息。
[0031] 步骤4:获得变压器的实时信息，获得变压器的负荷、环境温度、顶层油温、铁芯接地电流、本体油位、局部放电、油色谱、OLTC等状态信息。
[0032] 步骤5:分析变压器的冷却容量，变压冷却容量为100%。
[0033] 步骤6:分析历史负荷趋势，从历史负荷数据库中读取变压器前一天的负荷趋势，以每10分钟负荷做一个滑动平均，平均出来一个负荷点。
[0034] 步骤7:获得变压器负荷趋势，如果成功，则执行步骤9 ;如果不成功，则执行步骤8。
[0035] 步骤8:匹配负荷数据，查找任意存在的一天的负荷曲线。
[0036] 这里，如果没有历史负荷，则直接默认为额定负荷。[0037] 步骤9:根据温度限值计算热极限时间，顶层温度限值为105°C，热点温度为限值140°C，如果其中一个温度到达了限值条件，则执行步骤10，如果没有到达则执行步骤5。
[0038] 步骤10:计算热极限时间，计算从当前负荷到目标负荷(如1.1、1.3、1.5、1.6、1.8,2.0)的热极限时间。
[0039] 步骤11:根据组件设备的过负荷能力修订热极限时间。
[0040] 步骤12:生成变压器动态过负荷曲线。
[0041] 这里，根据贝塞尔(Bezier)网格生成所述过负荷曲线，如图3所示。
[0042] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，其特征在于，包括: A、根据变压器基本配置信息进行过负荷曲线计算的基本配置，来适应不同类型、不同冷却方式的变压器； B、读取所述变压器实时运行数据，完成变压器实时数据的准备； C、计算所述变压器的冷却容量，初始变压器冷却能力； D、分析所述变压器历史负荷趋势，并预测变压器的未来负荷； E、再根据变压器的绕组热点温度计算变压器的热极限时间； F、根据初始化的变压器组件的过负荷能力表，修改变压器的热极限时间； G、采用贝塞尔网格对负荷曲线进行拟合，完成确定变压器动态过负荷曲线图。
2.根据权利要求1所述基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，其特征在于，步骤B所述读取的变压器的实时运行数据包括负荷、环境温度、油色谱以及铁芯接地电流。
3.根据权利要求1所述基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，其特征在于，步骤C所述计算所述变压器的冷却容量，具体为:根据采集的冷却装置运行状态来评估其冷却容量。
4.根据权利要求1所述基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，其特征在于，步骤D所述分析变压器历史负荷趋势并预测变压器的未来负荷，具体为:分析变压器历史负荷，预测变压器未来的24小时负荷趋势并完成目标负荷的修订。
5.根据权利要求1所述基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，其特征在于，步骤F所述初始化的变压器组件的过负荷能力表，包括:分析变压器套管、套管互感器、有载分接开关、引线的最大过负荷能力，并根据组件最大过负荷能力限定变压器目标负荷的上限。
6.根据权利要求1所述基于运行数据确定变压器动态过负荷曲线的方法，其特征在于，步骤G所述采用贝塞尔网格对负荷曲线进行拟合前，还包括:根据采集的变压器环境温度、顶层油温以及负荷，结合历史负荷趋势及组件过负荷能力、冷却容量的参数实时评估过负荷能力。
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