CN111754021A - 铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法 - Google Patents

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Abstract

一种铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法，涉及电力系统技术领域，所解决的是设备维护的技术问题。该方法利用红外摄像头来测量铁路牵引变电所中的2台牵引变压器的各个目标区域在每一日的每个采样时刻的温度；再根据环境温度来修正测量值，再根据修正值计算出2台牵引变压器的温升值，再根据牵引变压器的温升值数据计算2台牵引变压器的日平均温升值、月平均温升值，再根据牵引变压器的日平均温升值、月平均温升值数据预测下一日及下一月的平均温升值。本发明提供的方法，适用于铁路牵引变电所。

Description

铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法
技术领域
本发明涉及电力系统的技术，特别是涉及一种铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法的技术。
背景技术
铁路牵引变电所多在远郊边远区域，因此通常都采用安防、动环、视频等组合监控的方式实施无人值守，以减轻人员驻守成本及巡视成本。
铁路牵引变电所中，牵引变压器(负责牵引变的变压器)是最重要的一次设备，牵引变压器的运行工况逐渐恶化时，如果维护不及时容易导致牵引变压器出现异常。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能预测牵引变压器的运行工况，及时发现设备不良运行状态的铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法，涉及配置有2台牵引变压器的铁路牵引变电所，其特征在于：
1)为牵引变压器设定4个目标区域，该4个目标区域分别为牵引变压器的底座支架区域、油枕区域、变压器油油底区域、变压器油油位中线区域；
2)为每一日设置24个采样时刻，利用红外摄像头来测量铁路牵引变电所中的 2台牵引变压器的各个目标区域在每一日的每个采样时刻的温度；
3)在每个采样时刻，获取铁路牵引变电所的当前环境温度，并根据该环境温度值来修正2台牵引变压器上各个目标区域的最大温度测量值，修正公式为：
Ni.aj＝ki×(Ti.aj+(Tenv-0.5×T1.a1-0.5×T2.a1))
Figure RE-GDA0002630482850000021
其中，1≤i≤2，1≤j≤4，Ni.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的最大温度修正值，Ti.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的最大温度测量值，Tenv为铁路牵引变电所的当前环境温度，T1.a1为第一个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，T2.a1为第二个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，Ti.a1为第i个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，fabs为求绝对值函数，ki为第i个牵引变压器的罚因子；
4)在每个采样时刻，计算2台牵引变压器的温升值，计算公式为：
Si.aj＝Ni.aj-Ni.a1
其中，1≤i≤2，2≤j≤4，Si.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的温升值；
5)计算2台牵引变压器在当前日的日平均温升值、月平均温升值，计算公式为：
Figure RE-GDA0002630482850000022
Figure RE-GDA0002630482850000023
其中，1≤i≤2，2≤j≤4，n＝24，m为当前月的日历天数；
其中，Di.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前日的日平均温升值，Si.aj.t为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前日t时刻的温升值，Si.aj.dt 为第i个牵引变压器的第j个目标区域在上一日t时刻的温升值；
其中，Mi.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前月的月平均温升值，Si.aj.t.p为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前月的p日t时刻的温升值，Si.aj.dt.p为第i个牵引变压器的第j个目标区域在上一月的p日t时刻的温升值；
6)计算2台牵引变压器在下一日的平均温升值及下一月的平均温升值，计算公式为：
Di.aj.h＝0.5×(Di.aj.(h-3)-Di.aj.(h-1))
其中，Di.aj.h为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h日的平均温升预测值，Di.aj.(h-3)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h-3日的平均温升值， Di.aj.(h-1)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h-1日的平均温升值；
Mi.aj.g＝0.5×(Mi.aj.(g-3)-Mi.aj.(g-1))
其中，Mi.aj.g为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g月的平均温升预测值，Mi.aj.(g-3)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g-3月的平均温升预测值， Mi.aj.(g-1)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g-1月的平均温升预测值。
本发明提供的铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法，利用红外摄像头来监控牵引变压器各个目标区域的工作温度，可实时监控变压器本体内外部温度状况，准确捕捉异常温升信息，并对两台变压器的温度采集值相互校验，得到温度修正系数，再结合环境温度进行修正，再根据修正值对日、月的平均温升进行预测，能预测牵引变压器的运行工况，及时发现设备的不良运行状态。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系，本发明中的英文字母区分大小写。
本发明实施例所提供的一种铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法，涉及配置有2台牵引变压器(负责牵引变的变压器)的铁路牵引变电所，其特征在于：
1)为牵引变压器设定4个目标区域，该4个目标区域分别为牵引变压器的底座支架区域、油枕区域、变压器油油底区域、变压器油油位中线区域(即变压器油的油底面与油顶面的中线部位)；
2)为每一日设置24个采样时刻，利用红外摄像头来测量铁路牵引变电所中的 2台牵引变压器的各个目标区域在每一日的每个采样时刻的温度；红外摄像头测温为现有技术，本实施例不再赘述；
3)在每个采样时刻，获取铁路牵引变电所的当前环境温度，并根据该环境温度值来修正2台牵引变压器上各个目标区域的最大温度测量值，修正公式为：
Ni.aj＝ki×(Ti.aj+(Tenv-0.5×T1.a1-0.5×T2.a1))
Figure RE-GDA0002630482850000041
其中，1≤i≤2，1≤j≤4，Ni.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的最大温度修正值，Ti.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的最大温度测量值，Tenv为铁路牵引变电所的当前环境温度，T1.a1为第一个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，T2.a1为第二个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，Ti.a1为第i个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，fabs为求绝对值函数，ki为第i个牵引变压器的罚因子；
4)在每个采样时刻，计算2台牵引变压器的温升值，计算公式为：
Si.aj＝Ni.aj-Ni.a1
其中，1≤i≤2，2≤j≤4，Si.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的温升值；
5)计算2台牵引变压器在当前日的日平均温升值、月平均温升值，计算公式为：
Figure RE-GDA0002630482850000042
Figure RE-GDA0002630482850000043
其中，1≤i≤2，2≤j≤4，n＝24，m为当前月的日历天数；
其中，Di.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前日的日平均温升值，Si.aj.t为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前日t时刻的温升值，Si.aj.dt 为第i个牵引变压器的第j个目标区域在上一日t时刻的温升值；
其中，Mi.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前月的月平均温升值，Si.aj.t.p为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前月的p日t时刻的温升值，Si.aj.dt.p为第i个牵引变压器的第j个目标区域在上一月的p日t时刻的温升值；
6)计算2台牵引变压器在下一日的平均温升值及下一月的平均温升值，计算公式为：
Di.aj.h＝0.5×(Di.aj.(h-3)-Di.aj.(h-1))
其中，Di.aj.h为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h日的平均温升预测值，Di.aj.(h-3)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h-3日的平均温升值， Di.aj.(h-1)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h-1日的平均温升值；
Mi.aj.g＝0.5×(Mi.aj.(g-3)-Mi.aj.(g-1))
其中，Mi.aj.g为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g月的平均温升预测值，Mi.aj.(g-3)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g-3月的平均温升预测值， Mi.aj.(g-1)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g-1月的平均温升预测值。

Claims (1)

1.一种铁路牵引变电所的牵引变压器运行工况预测方法，涉及配置有2台牵引变压器的铁路牵引变电所，其特征在于：
1)为牵引变压器设定4个目标区域，该4个目标区域分别为牵引变压器的底座支架区域、油枕区域、变压器油油底区域、变压器油油位中线区域；
2)为每一日设置24个采样时刻，利用红外摄像头来测量铁路牵引变电所中的2台牵引变压器的各个目标区域在每一日的每个采样时刻的温度；
3)在每个采样时刻，获取铁路牵引变电所的当前环境温度，并根据该环境温度值来修正2台牵引变压器上各个目标区域的最大温度测量值，修正公式为：
Ni.aj＝ki×(Ti.aj+(Tenv-0.5×T1.a1-0.5×T2.a1))
Figure RE-FDA0002630482840000011
其中，1≤i≤2，1≤j≤4，Ni.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的最大温度修正值，Ti.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的最大温度测量值，Tenv为铁路牵引变电所的当前环境温度，T1.a1为第一个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，T2.a1为第二个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，Ti.a1为第i个牵引变压器的底座支架区域的最大温度测量值，fabs为求绝对值函数，ki为第i个牵引变压器的罚因子；
4)在每个采样时刻，计算2台牵引变压器的温升值，计算公式为：
Si.aj＝Ni.aj-Ni.a1
其中，1≤i≤2，2≤j≤4，Si.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域的温升值；
5)计算2台牵引变压器在当前日的日平均温升值、月平均温升值，计算公式为：
Figure RE-FDA0002630482840000012
Figure RE-FDA0002630482840000021
其中，1≤i≤2，2≤j≤4，n＝24，m为当前月的日历天数；
其中，Di.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前日的日平均温升值，Si.aj.t为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前日t时刻的温升值，Si.aj.dt为第i个牵引变压器的第j个目标区域在上一日t时刻的温升值；
其中，Mi.aj为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前月的月平均温升值，Si.aj.t.p为第i个牵引变压器的第j个目标区域在当前月的p日t时刻的温升值，Si.aj.dt.p为第i个牵引变压器的第j个目标区域在上一月的p日t时刻的温升值；
6)计算2台牵引变压器在下一日的平均温升值及下一月的平均温升值，计算公式为：
Di.aj.h＝0.5×(Di.aj.(h-3)-Di.aj.(h-1))
其中，Di.aj.h为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h日的平均温升预测值，Di.aj.(h-3)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h-3日的平均温升值，Di.aj.(h-1)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在h-1日的平均温升值；
Mi.aj.g＝0.5×(Mi.aj.(g-3)-Mi.aj.(g-1))
其中，Mi.aj.g为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g月的平均温升预测值，Mi.aj.(g-3)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g-3月的平均温升预测值，Mi.aj.(g-1)为第i个牵引变压器的第j个目标区域在g-1月的平均温升预测值。
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