CN109298729B - 基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法 - Google Patents

基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法，所述方法包括建立油浸式电力变压器模型、进行变压器温度场计算，从而得到变压器内部最热点温度和各组散热片的热点温度。所述方法通过计算的最热点温度控制风机的开启，通过对比各组散热片的热点温度控制风机的开启顺序。作为冷却系统风机分组方法，该方法利用不同散热片组的热点温度对风机进行优化分组控制，可以大大提高风机的运行效率和经济性。

Description

基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组 方法
技术领域
本发明涉及一种油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法，特别是涉及一种基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法，属于冷却系统领域。
背景技术
油浸式电力变压器作为输送和分配电能的主要设备，是我国电力系统中占据着非常重要的地位，其安全、稳定、经济运行对于电力系统安全可靠具有非常重要的意义。随着电力需求的日益增长，系统对电力变压器容量以及负载率的要求也逐渐提高。电力变压器正常投入运行时，电力变压器内部的组件会产生损耗，这些损耗会随着负载的增加而不断升高，进而导致变电力压器内部热点温度的升高。当电力压器内部某处的热点温度超过该处的绝缘长期平均工作温度时，将导致该处绝缘破坏或寿命损失。为了保证电力变压器的安全稳定运行，需要控制电力变压器冷却系统。在油浸式电力变压器中主要是控制风机的投入运行从而将电力变压器内部热点温度控制在理想范围内。因此，对大型研究油浸式电力变压器的风机控制方法具有重要的现实意义。
实际运行中，油浸式电力变压器的风机开停控制主要是依据顶层油温和负载率这两个变量来进行。由于油浸式电力变压器的时间常数大于其绕组的时间常数，导致其顶层油温不能及时反映其绕组的温升变化，基于顶层油温的风机控制具有滞后性。以负荷电流为依据的风机控制方法虽然克服了顶层油温滞后性的缺点，但未考虑环境温度对热点温度的影响。当环境温度很低时，较高负荷下的绕组热点温度不会过高，此时投入过多风机不仅会造成资源浪费，而且也会导致风机使用寿命严重衰减；同时环境温度过高而负荷电流较小时，也会因为风机开启过少而对变压器安全运行造成影响。另外由于油浸式电力变压器内部温度场分布不均匀，不同组散热片温度分布不完全相同，靠近热点附近的散热片温度较高，但目前的风机控制方法只是控制风机开停的组数，缺少对局部过热散热片的针对性散热，影响变压器整体的散热效果。
目前对于油浸式电力变压器风机的控制方法不能准确根据热点温度对风机进行分组控制，针对性差，因此建立一个基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组控制方法具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组控制方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法，所述油浸式电力变压器冷却系统包括n组散热片，n为大于0的整数；包括以下步骤：
步骤1：建立油浸式电力变压器模型：收集油浸式电力变压器的型号、环境温度、风速、变压器负载系数、风机开停情况，建立变压器模型；
步骤2：根据运行情况进行温度场计算：依据所述变压器模型，采用限元计算方法得到油浸式电力变压器内部热点温度分布与各组散热片上的热点温度分布；结合绝缘耐热等级确定油浸式电力变压器最热点温度阈值T，见表1；
步骤3：计算得出油浸式电力变压器内部最热点温度θ与各组散热片的最高温度Ti；
步骤4：判断油浸式电力变压器最热点温度θ是否小于油浸式电力变压器内部最热点温度阈值T；如果是结束，否则转向步骤5；
步骤5：确定散热片的最高温度Ti最高的第α组散热片；
步骤6：开启与第α组散热片对应的风机；
步骤7：更新所述变压器模型中风机开停情况，转向步骤2。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明根据变压器参数，环境参量以及实时运行参数对变压器温度场及最热点温度进行计算，并根据最热点温度对风机进行控制，从而实现变压器冷却系统的实时准确控制；
2、本发明考虑到由不同散热片组的热点温度控制风机开启顺序，可以实现风机优化分组冷却，大大提高了风机的冷却效率；
3、本发明可以合理控制风机使变压器热点温度在安全范围之内，保证了变压器的稳定运行，大大提高了电力系统的稳定性，提高系统的电能质量。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明实施例1的流程图。
具体实施方式
实施例1：
一种基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法，所述油浸式电力变压器冷却系统包括n组散热片，n为大于0的整数；包括以下步骤：
步骤1：建立油浸式电力变压器模型：收集油浸式电力变压器的型号、环境温度、风速、变压器负载系数、风机开停情况，建立变压器模型；
步骤2：根据运行情况进行温度场计算：依据所述变压器模型，采用限元计算方法得到油浸式电力变压器内部热点温度分布与各组散热片上的热点温度分布；结合绝缘耐热等级确定油浸式电力变压器最热点温度阈值T，见表1；
步骤3：计算得出油浸式电力变压器内部最热点温度θ与各组散热片的最高温度Ti；
步骤4：判断油浸式电力变压器最热点温度θ是否小于油浸式电力变压器内部最热点温度阈值T；如果是结束，否则转向步骤5；
步骤5：确定散热片的最高温度Ti最高的第α组散热片；
步骤6：开启与第α组散热片对应的风机；
步骤7：更新所述变压器模型中风机开停情况，转向步骤2。
表1
Figure BDA0001840382980000041

Claims (1)

1.一种基于热点温度分布的油浸式电力变压器冷却系统风机分组方法，其特征在于所述油浸式电力变压器冷却系统包括n组散热片，n为大于0的整数；包括以下步骤：
步骤1：建立油浸式电力变压器模型：收集油浸式电力变压器的型号、环境温度、风速、变压器负载系数、风机开停情况，建立变压器模型；
步骤2：根据运行情况进行温度场计算：依据所述变压器模型，采用有限元计算方法得到油浸式电力变压器内部热点温度分布与各组散热片上的热点温度分布；结合绝缘耐热等级确定油浸式电力变压器最热点温度阈值T，所述绝缘耐热等级和所述油浸式电力变压器最热点温度阈值T的对应关系为：A级绝缘的最高允许温度为105℃，E级绝缘的最高允许温度为120℃，B级绝缘的最高允许温度为130℃，F级绝缘的最高允许温度为155℃，H级绝缘的最高允许温度为180℃；
步骤3：计算得出油浸式电力变压器内部最热点温度θ与各组散热片的最高温度Ti；
步骤4：判断油浸式电力变压器最热点温度θ是否小于油浸式电力变压器内部最热点温度阈值T；如果是结束，否则转向步骤5；
步骤5：确定散热片的最高温度Ti最高的第α组散热片；
步骤6：开启与第α组散热片对应的风机；
步骤7：更新所述变压器模型中风机开停情况，转向步骤2。
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