一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统与流程

1.本发明属于变压器冷却器控制技术领域，具体涉及一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统。


背景技术：

2.电力系统的安全稳定运行对于国民经济的发展和人民生活安定具有重要意义，大型油浸式电力变压器作为电力系统的枢纽，承担着电能变换和分配的关键功能。但在变压器运行过程中，绕组中铜导线通过电流时会产生损耗，而铁芯以及钢结构件也会产生磁滞损耗和涡流损耗。这些损耗将转变为热量使变压器内部油纸绝缘系统温度升高，加速油纸绝缘材料的老化，进而缩短变压器的使用寿命。根据《油浸式电力变压器负载导则》(gb/t 1094.7-2008),在80℃～140℃范围内，温度每增加6k，老化率将增加1倍。为了避免变压器内部温度过高而造成油纸绝缘提前失效，必须采取有效地冷却措施，加强变压器的散热能力，降低油纸绝缘的温度，减缓老化速率，进而延长绝缘。
3.对于大型电力变压器而言，目前普遍采用强迫油循环风冷冷却方式，其冷却器组包括多组冷却器。变压器运行时，必须投入部分冷却器组，各种负载下投入冷却器的组数根据制造厂商的规定和顶油温度来确定；如：顶油温度达到55℃或负载率系数大于0.7时，则增加冷却器投入。冷却器投入数量太少则达不到降温的作用，而投入数量过多又会增加变压器的能耗，因此必须确定合理的冷却器开启数量。但目前冷却器投入方式较为粗放，主要存在两点不足：一是真正决定变压器绝缘寿命的是内部最高温度(热点温度)而不是顶油温度，二是在负荷变化迅速的情况下，顶油温度的响应过于迟缓，而此时热点温度已达到很高的数值。因此，现有的冷却器组控制方法和系统还有待改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统，以克服现有方法无法对冷却器进行有效的控制以提高变压器冷却效果的问题。
5.一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，包括以下步骤：
6.s1，获取变压器的实验参数和额定参数；
7.s2，根据获取的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；
8.s3，实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；
9.若当前热点温度高于第一开启阈值或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则增开一组冷却器；
10.若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则关闭一组冷却器。
11.优选的，根据所述变压器出厂试验数据记录，所述变压器的实验参数包括变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、环境温度和热点系数；额定参数包括额定电流和冷却器总组数。
12.优选的，根据顶油温升和底油温升计算平均油温升；
13.所述平均油温升δt
oa
＝0.5
×
(所述顶油温升δth+所述底油温升δt
l
)；
14.根据空载损耗、负载损耗、绕组平均温升和平均油温升计算绕组平均温升对平均油温升的传热热阻r
wo
＝(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)/(所述空载损耗p0+所述负载损耗pk)。
15.优选的，根据所述热点系数、绕组平均温升和平均油温升计算绕组热点温升对绕组平均温升的传热热阻r
hw
＝{[所述热点系数h
×
(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)+所述顶油温升δth]-所述绕组平均温升δtw}/所述负载损耗pk。
[0016]
优选的，所述当前负载系数k’＝所述当前电流i’/所述额定电流in；
[0017]
所述当前负载损耗p
k’＝(所述当前负载系数k’)2×
负载损耗pk；
[0018]
所述当前空载损耗p0’
＝所述空载损耗p0；
[0019]
所述当前平均油温升δt
oa’＝0.5
×
(所述当前顶油温升δt
h’+所述当前底油温升δt
l’)；
[0020]
所述当前绕组平均温升δt
w’＝所述当前平均油温升δt
oa’+(所述当前负载损耗p
k’+所述当前空载损耗p0’
)
×
所述热阻r
wo
。
[0021]
优选的，所述当前热点温度t
h’＝所述当前环境温度t0’
+所述当前绕组平均温升δt
w’+所述当前负载损耗pk’×
所述热阻r
hw
；
[0022]
所述当前热点温度变化速率dt
h’＝(所述当前热点温度th’‑
前一时刻热点温度t
h(t-1)’)/采样时间间隔dt。
[0023]
一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，包括：
[0024]
传感器模块，用于获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；
[0025]
数据发送与接收模块，用于发送和接收所述变压器运行过程中获取的所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；
[0026]
计算分析模块，用于根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；
[0027]
阈值设定模块，用于设定第一开启阈值、第二开启阈值、第一关闭阈值和第二关闭阈值；
[0028]
冷却器控制模块，若计算分析模块计算当前热点温度高于第一开启阈值或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则通过冷却器控制模块增开一组冷却器；
[0029]
若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则通过冷却器控制模块关闭一组冷却器；
[0030]
显示与操作模块，用于进行人机交互，同时用于显示当前环境温度、当前负载系数、当前顶油温度、当前热点温度和当前冷却器开启数量及其历史变化曲线。
[0031]
优选的，根据所述变压器出厂试验数据记录，所述变压器的实验参数包括变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、环境温度和热点系数；额定参数包括额定电流和冷却器总组数。
[0032]
优选的，根据顶油温升和底油温升计算平均油温升；
[0033]
所述平均油温升δt
oa
＝0.5
×
(所述顶油温升δth+所述底油温升δt
l
)；
[0034]
根据空载损耗、负载损耗、绕组平均温升和平均油温升计算绕组平均温升对平均油温升的传热热阻r
wo
＝(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)/(所述空载损耗p0+所述负载损耗pk)。
[0035]
优选的，根据所述热点系数、绕组平均温升和平均油温升计算绕组热点温升对绕组平均温升的传热热阻r
hw
＝{[所述热点系数h
×
(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)+所述顶油温升δth]-所述绕组平均温升δtw}/所述负载损耗pk。
[0036]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0037]
本发明提供了一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，通过变压器的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；然后利用实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；由于热点温度才是影响变压器绝缘寿命的关键因素以及顶油温度并不能准确反映热点温度的变化，因此本发明采用当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率数据进行对比，相较于以往的控制方法和系统具有一定的优势，能够实现变压器内部油纸绝缘寿命的精准管控，有助于变压器的安全可靠运行，具有良好的现场应用效果和经济价值。
附图说明
[0038]
图1为本发明实施例提供的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法的流程图。
[0039]
图2为本发明实施例提供的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统结构框图。
具体实施方式
[0040]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0041]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0042]
本发明提供一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，所述变压器为大型油浸式电力变压器，所述冷却器组包括多组冷却器，每组冷却器包括散热片、冷却风扇和循环油泵；具体的控制方法如下：
[0043]
s1，获取变压器的实验参数和额定参数；
[0044]
具体的根据所述变压器出厂试验数据记录，所述变压器的实验参数包括变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、环境温度和热点系数；额定参数包括额定电流和冷却器总组数；
[0045]
s2，根据获取的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；
[0046]
根据顶油温升和底油温升计算平均油温升；
[0047]
所述平均油温升δt
oa
＝0.5
×
(所述顶油温升δth+所述底油温升δt
l
)；
[0048]
根据空载损耗、负载损耗、绕组平均温升和平均油温升计算绕组平均温升对平均油温升的传热热阻r
wo
＝(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)/(所述空载损耗p0+所述负载损耗pk)。
[0049]
根据所述热点系数、绕组平均温升和平均油温升计算绕组热点温升对绕组平均温升的传热热阻r
hw
＝{[所述热点系数h
×
(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)+所述顶油温升δth]-所述绕组平均温升δtw}/所述负载损耗pk。
[0050]
s3，实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；
[0051]
根据当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；
[0052]
若当前热点温度高于第一开启阈值，或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则增开一组冷却器；
[0053]
若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则关闭一组冷却器。
[0054]
所述当前负载系数k’＝所述当前电流i’/所述额定电流in；
[0055]
所述当前负载损耗p
k’＝(所述当前负载系数k’)2×
负载损耗pk；
[0056]
所述当前空载损耗p0’
＝所述空载损耗p0；
[0057]
所述当前平均油温升δt
oa’＝0.5
×
(所述当前顶油温升δt
h’+所述当前底油温升δt
l’)；
[0058]
所述当前绕组平均温升δt
w’＝所述当前平均油温升δt
oa’+(所述当前负载损耗p
k’+所述当前空载损耗p0’
)
×
所述热阻r
wo
；
[0059]
所述当前热点温度t
h’＝所述当前环境温度t0’
+所述当前绕组平均温升δt
w’+所述当前负载损耗pk’×
所述热阻r
hw
；
[0060]
所述当前热点温度变化速率dt
h’＝(所述当前热点温度th’‑
前一时刻热点温度t
h(t-1)’)/采样时间间隔dt。
[0061]
所述第一开启阈值t
k1
、所述第一关闭阈值t
g1
、所述第二开启阈值d
k2
和所述第二关闭阈值d
g2
的设定以使得变压器内部的所述热点温度t
h’不高于报警阈值，同时降低变压器能耗、避免冷却器的频繁开断。
[0062]
一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，包括：
[0063]
变压器出厂试验数据记录模块，用于输入所述变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、冷却器总组数、环境温度、热点系数和额定电流；
[0064]
传感器模块，用于获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；
[0065]
数据发送与接收模块，用于发送和接收所述变压器运行过程中获取的所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；
[0066]
计算分析模块，用于根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；
[0067]
阈值设定模块，用于设定第一开启阈值、第二开启阈值、第一关闭阈值和第二关闭阈值；
[0068]
冷却器控制模块，若计算分析模块计算当前热点温度高于第一开启阈值或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则通过冷却器控制模块增开一组冷却器；
[0069]
若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则通过冷却器控制模块关闭一组冷却器；
[0070]
显示与操作模块，用于进行人机交互，同时用于显示当前环境温度、当前负载系数、当前顶油温度、当前热点温度和当前冷却器开启数量及其历史变化曲线。
[0071]
所述传感器模块包括环境温度传感器单元、电流传感器单元、顶油温度传感器单元和底油温度传感器单元；
[0072]
所述数据发送与接收模块包括无线信号发射单元和无线信号接收单元；
[0073]
所述计算分析模块可采用单片机或工控机编程实现；
[0074]
所述第一开启阈值、所述第一关闭阈值、所述第二开启阈值和所述第二关闭阈值应合理设定，以使得变压器内部的热点温度不至于过高，同时避免冷却器的频繁开断；
[0075]
所述显示与操作模块包括led显示屏、键盘和鼠标。
[0076]
所述各传感器单元均与变压器连接；所述冷却器控制模块与变压器冷却器控制箱相连；所述无线信号发送单元与传感器相连；所述无线信号接收单元与机柜相连；所述变压器出厂试验数据记录模块、计算分析模块、阈值设定模块、显示与操作模块均置于机柜中。
[0077]
如图1所示，一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，针对大型油浸式电力变压器，具体控制方法如下：
[0078]
步骤101：根据所述变压器出厂试验数据记录，获取所述变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、冷却器总组数、环境温度、热点系数、额定电流；
[0079]
步骤102：计算平均油温升；计算绕组平均温升对平均油温升的热阻；计算绕组热点温升对绕组平均温升的热阻；
[0080]
步骤103：获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和
当前底油温升；
[0081]
步骤104：计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；
[0082]
步骤105：若当前热点温度高于第一开启阈值，或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则增开一组冷却器；
[0083]
步骤106：若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则关闭一组冷却器；
[0084]
具体的计算例中：
[0085]
1)所述变压器为220kv油浸式电力变压器，通过出厂试验数据，获得以下信息：变压器的空载损耗p0＝55kw、负载损耗pk＝370kw、顶油温升＝48.5k、底油温升＝23.5k、绕组平均温升＝58.0k、冷却器总组数＝8、环境温度＝27℃、热点系数＝1.3、额定电流＝451.8a；
[0086]
2)所述平均油温升δt
oa
＝0.5
×
(所述顶油温升δth+所述底油温升δt
l
)＝0.5
×
(48.5+25.5)＝37.0k；
[0087]
3)所述绕组平均温升对平均油温升的所述热阻r
wo
＝(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)/(所述空载损耗p0+所述负载损耗pk)＝(58.0-37.0)/(370000+55000)＝4.94
×
10-5
k/w；
[0088]
4)所述绕组热点温升δth对所述绕组平均温升的所述热阻r
hw
＝{所述热点系数h
×
(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)+所述顶油温升δt
h-所述绕组平均温升δtw}/所述负载损耗pk＝{1.3
×
(58.0-37.0)+48.5-58.0}/(370000)＝4.81
×
10-5
k/w；
[0089]
5)所述当前负载系数k’＝所述当前电流i’/所述额定电流in＝(403.6)/(451.8)＝0.893；
[0090]
6)所述当前负载损耗p
k’＝(所述当前负载系数k’)2×
负载损耗pk＝(0.8932)
×
370000＝295kw；
[0091]
7)所述当前空载损耗p0’
＝所述空载损耗p0＝55kw；
[0092]
具体的，所述当前平均油温升δt
oa’＝0.5
×
(所述当前顶油温升δt
h’+所述当前底油温升δt
l’)＝0.5
×
(20.7+44.5)＝32.6k；
[0093]
8)所述当前绕组平均温升δt
w’＝所述当前平均油温升δt
oa’+(所述当前负载损耗p
k’+所述当前空载损耗p0’
)
×
所述热阻r
wo
＝32.6+(295000+55000)
×
4.94
×
10-5
＝49.9k；
[0094]
9)所述当前热点温度t
h’＝所述当前环境温度t0’
+所述当前绕组平均温升δt
w’+所述当前负载损耗pk’×
所述热阻r
hw
＝31.0+49.9+295000
×
4.81
×
10-5
＝95.0℃；
[0095]
10)所述当前热点温度变化速率dt
h’＝(所述当前热点温度th’‑
前一时刻热点温度t
h(t-1)’)/采样时间间隔dt＝(95.0-95.4)/5＝0.08k/分钟。
[0096]
11)由于所述当前热点温度t
h’＝95.0℃，高于所述第一开启阈值t
k1
＝65℃，虽然当前热点温度变化速率dt
h’＝0.08k/分钟，低于所述第二开启阈值d
k2
＝0.5k/分钟，且还有冷却器未开启，因此增开一组冷却器；
[0097]
12)由于所述当前热点温度t
h’＝95.0℃，不低于所述第一关闭阈值t
g1
＝55℃，所述当前热点温度变化速率dt
h’＝＝0.08k/分钟，不低于所述第二关闭阈值d
g2
＝-0.5k/分
钟，因此不关闭一组冷却器。
[0098]
如图2所示，一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，包括：
[0099]
变压器出厂试验数据记录模块201，用于输入所述变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、冷却器总组数、环境温度、热点系数和额定电流；
[0100]
传感器模块202，用于获取变压器的当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升监测量信息。
[0101]
数据发送与接收模块203，用于发送和接收所述变压器运行过程中的监测量信息；
[0102]
计算分析模块204，用于计算绕组平均温升对平均油温升的热阻、绕组热点温升对绕组平均温升的热阻、当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；
[0103]
阈值设定模块205，用于设定第一开启阈值、第二开启阈值、第一关闭阈值和第二关闭阈值；
[0104]
冷却器控制模块206，用于控制每组冷却器的开启和关闭；
[0105]
显示与操作模块207，用于进行人机交互，同时用于显示当前环境温度、当前负载系数、当前顶油温度、当前热点温度和当前冷却器开启数量及其历史变化曲线。
[0106]
具体的，所述传感器模块202包括环境温度传感器单元202-1、电流传感器单元202-2、顶油温度传感器单元202-3和底油温度传感器单元202-4；
[0107]
具体的，所述数据发送与接收模块203包括无线信号发射单元203-1和无线信号接收单元203-2；
[0108]
具体的，所述计算分析模块204可采用单片机或工控机编程实现；
[0109]
具体的，所述第一开启阈值、所述第一关闭阈值、所述第二开启阈值和所述第二关闭阈值应合理设定，以使得变压器内部的热点温度不至于过高，同时避免冷却器的频繁开断；
[0110]
具体的，所述显示与操作模块207包括led显示屏、键盘和鼠标。
[0111]
具体的，所述传感器模块202与变压器210连接；所述冷却器控制模块206与冷却器控制箱211相连；所述冷却器控制箱211与冷却器组212相连；所述冷却器与变压器相连；所述无线信号发送单元203-1与202相连；所述无线信号接收单元203-2与机柜208相连；所述变压器出厂试验数据记录模块201、计算分析模块204、阈值设定模块205、显示与操作模块207均置于机柜208中。
[0112]
本发明提供的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统，充分考虑了热点温度才是影响绝缘寿命的关键因素以及顶油温度并不能准确反映热点温度的变化这两个情况，对变压器的绝缘寿命实现了有效且可靠的控制，有助于保证变压器的运行安全，具有良好的现场应用效果和经济价值。
[0113]
本发明一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，根据变压器出厂试验数据和现场监测数据，获得变压器内部的热点温度值和热点温度变化速率，并设定相应的阈值来判定是否开启或关闭冷却器组。由于热点温度才是影响变压器绝缘寿命的关键因素以及顶油温度并不能准确反映热点温度的变化，因此发明相较于以往的控制方法和系统具有一定的优势，能够实现变压器内部油纸绝缘寿命的精准管控，有助于变压器的安全可靠运行，具有良好的现场应用效果和经济价值。

技术特征：
1.一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，获取变压器的实验参数和额定参数；s2，根据获取的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；s3，实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；若当前热点温度高于第一开启阈值或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则增开一组冷却器；若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则关闭一组冷却器。2.根据权利要求1所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，其特征在于，根据所述变压器出厂试验数据记录，所述变压器的实验参数包括变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、环境温度和热点系数；额定参数包括额定电流和冷却器总组数。3.根据权利要求2所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，其特征在于，根据顶油温升和底油温升计算平均油温升；所述平均油温升δt
oa
＝0.5
×
(所述顶油温升δt
h
+所述底油温升δt
l
)；根据空载损耗、负载损耗、绕组平均温升和平均油温升计算绕组平均温升对平均油温升的传热热阻r
wo
＝(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)/(所述空载损耗p0+所述负载损耗p
k
)。4.根据权利要求3所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，其特征在于，根据所述热点系数、绕组平均温升和平均油温升计算绕组热点温升对绕组平均温升的传热热阻r
hw
＝{[所述热点系数h
×
(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)+所述顶油温升δt
h
]-所述绕组平均温升δt
w
}/所述负载损耗p
k
。5.根据权利要求2所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，其特征在于，所述当前负载系数k’＝所述当前电流i’/所述额定电流i
n
；所述当前负载损耗p
k’＝(所述当前负载系数k’)2×
负载损耗p
k
；所述当前空载损耗p0’
＝所述空载损耗p0；所述当前平均油温升δt
oa’＝0.5
×
(所述当前顶油温升δt
h’+所述当前底油温升δt
l’)；所述当前绕组平均温升δt
w’＝所述当前平均油温升δt
oa’+(所述当前负载损耗p
k’+所述当前空载损耗p0’
)
×
所述热阻r
wo
。6.根据权利要求3所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法，其特征在于，所述当前热点温度t
h’＝所述当前环境温度t0’
+所述当前绕组平均温升δt
w’+所述当前负载损耗p
k
’×
所述热阻r
hw
；所述当前热点温度变化速率dt
h’＝(所述当前热点温度t
h
’‑
前一时刻热点温度t
h(t-1)’)/采样时间间隔dt。7.一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，其特征在于，包括：
传感器模块，用于获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；数据发送与接收模块，用于发送和接收所述变压器运行过程中获取的所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；计算分析模块，用于根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；阈值设定模块，用于设定第一开启阈值、第二开启阈值、第一关闭阈值和第二关闭阈值；冷却器控制模块，若计算分析模块计算当前热点温度高于第一开启阈值或者当前热点温度变化速率高于第二开启阈值，若还有冷却器未开启，则通过冷却器控制模块增开一组冷却器；若当前热点温度低于第一关闭阈值，或者当前热点温度变化速率低于第二关闭阈值，若还有冷却器处于开启状态，则通过冷却器控制模块关闭一组冷却器；显示与操作模块，用于进行人机交互，同时用于显示当前环境温度、当前负载系数、当前顶油温度、当前热点温度和当前冷却器开启数量及其历史变化曲线。8.根据权利要求7所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，其特征在于，根据所述变压器出厂试验数据记录，所述变压器的实验参数包括变压器的空载损耗、负载损耗、顶油温升、底油温升、绕组平均温升、环境温度和热点系数；额定参数包括额定电流和冷却器总组数。9.根据权利要求7所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，其特征在于，根据顶油温升和底油温升计算平均油温升；所述平均油温升δt
oa
＝0.5
×
(所述顶油温升δt
h
+所述底油温升δt
l
)；根据空载损耗、负载损耗、绕组平均温升和平均油温升计算绕组平均温升对平均油温升的传热热阻r
wo
＝(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)/(所述空载损耗p0+所述负载损耗p
k
)。10.根据权利要求7所述的一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制系统，其特征在于，根据所述热点系数、绕组平均温升和平均油温升计算绕组热点温升对绕组平均温升的传热热阻r
hw
＝{[所述热点系数h
×
(所述绕组平均温升δt
w-所述平均油温升δt
oa
)+所述顶油温升δt
h
]-所述绕组平均温升δt
w
}/所述负载损耗p
k
。

技术总结
本发明公开了一种基于热点温度预测的变压器冷却器组控制方法及系统，通过变压器的实验参数和额定参数计算变压器的平均油温升和传热热阻；然后利用实时获取所述变压器运行过程中当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升；根据平均油温升、传热热阻、当前环境温度、当前电流、当前顶油温升和当前底油温升计算当前负载系数、当前负载损耗、当前空载损耗、当前平均油温升、当前绕组平均温升、当前热点温度和当前热点温度变化率；本发明相较于以往的控制方法和系统具有一定的优势，能够实现变压器内部油纸绝缘寿命的精准管控，有助于变压器的安全可靠运行，具有良好的现场应用效果和经济价值。效果和经济价值。效果和经济价值。


技术研发人员：郭璨 吴昊 王荆 韩彦华 王森 岳珂 李晓昂 张锐 牛博 杨鼎革 王辰曦
受保护的技术使用者：国网（西安）环保技术中心有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/4