一种基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法与流程

技术特征：

1.一种基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法，将额定负载下的变压器热时间常数扩展到任意负载以适应不同负载系数下变压器热时间常数的变化，从而计算得动态负载下更为准确的热点温度，包括以下步骤：

第一步，获取变压器相关参数，包括变压器油指数x，变压器绕组指数y，额定负载损耗P_load,R，空载损耗P_no-load，额定顶层油相对环境温升Δθ_oil,R，额定热点相对顶层油温升Δθ_hs,R，额定顶层油时间常数τ_oil,R，额定绕组时间常数τ_w,R；

第二步，利用下式计算得不同负载下变压器油时间常数：

${\mathrm{\τ}}_{oil,pu}={\left(\frac{1+{\mathrm{RK}}^2}{1+R}\right)}^{x-1}$

τ_oil＝τ_oil,R×τ_oil,pu

式中，τ_oil是所求的不同负载系数下的变压器油时间常数，τ_oil,pu是描述任意负载变压器油时间常数与额定变压器油时间常数关系的相对变压器油时间常数，K是负载系数，R是额定负载损耗P_load,R与空载损耗P_no-load之比；

第三步，利用下式计算得不同负载下变压器绕组时间常数：

τ_w,pu＝K^y-2

τ_w＝τ_w,R×τ_w,pu

式中，τ_w是所求的不同负载系数下的变压器绕组时间常数，τ_w,pu是描述任意负载变压器绕组时间常数与额定变压器绕组时间常数关系的相对变压器绕组时间常数；

第四步，由安装在牵引变压器外部的温度传感器(距离牵引变压器5m及以上)将环境温度θ_amb上传至上位机，同时由电流传感器将牵引绕组电流上传至上位机，对应的负载系数K由下式求得：

$K=\frac{I}{I_R}$

式中，I_R是额定牵引绕组电流，I是某一时刻下的牵引绕组电流；

第五步，将第二步、第三步中求得的随负载变化而变化的变压器油时间常数τ_oil、变压器绕组时间常数τ_w引入热点温度计算模型，如下式：

$\left\{\begin{array}{c}{\left(\frac{1+{\mathrm{RK}}^2}{1+R}\right)}^x\·{\mathrm{\Δ\θ}}_{oil,R}={\mathrm{\τ}}_{oil,R}\·{\left(\frac{1+{\mathrm{RK}}^2}{1+R}\right)}^{x-1}\·\frac{{\mathrm{d\θ}}_{oil}}{dt}+({\mathrm{\θ}}_{oil}-{\mathrm{\θ}}_{amb})\\ K^y\·{\mathrm{\Δ\θ}}_{oil,R}={\mathrm{\τ}}_{w,R}\·K^{y-2}\·\frac{{\mathrm{d\θ}}_{hs}}{dt}+({\mathrm{\θ}}_{hs}-{\mathrm{\θ}}_{oil})\end{array}\right.$

式中，θ_oil是顶层油温，θ_hs是热点温度，θ_amb是环境温度；

第六步，将第四步监测所得的随时间变化的环境温度θ_amb、负载系数K带入第五步计算模型，即得所求的θ_oil是顶层油温、θ_hs是热点温度。

2.根据权利要求1所述的基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法，其特征在于，所述变压器油指数x应根据不同的散热类型选取不同值，ONAN/ONAF类型变压器x取0.8，OF/OD类型变压器x取1。

3.根据权利要求1所述的基于相对热时间常数的牵引变压器热点温度监测方法，其特征在于，所述变压器绕组指数y应根据不同的散热类型选取不同值，配电变压器y取1.6，ONAN/ONAF/OF类型变压器y取1.3，OD类型变压器y取1。