0039]本发明一种电力变压器损耗带电测量和热点温度预测方法，包括以下步骤：
[0040] (1)彳目号米集：
[0041] 同步采集电力变压器原副边电流的电流互感器，采用钳形结构，电流测量时不影 响电力变压器工作。测量精度高，可以达到〇. 5级。
[0042]同步采集变压器原副边电压的电压互感器，利用大电阻进行分压，并且针对于工 频进行相位校正，测量结果准确可靠。
[0043]电流互感器和电压互感器的二次侧接入数字采集卡，数字采集卡采集速度快，采 样频率为1000kHz，可以很好的还原信号。变压器原副边电压电流共四路信号同步采集，由 统一时钟触发源触发采样，保证电压电流信号的同步性。
[0044] 由四个温度传感器进行环境温度的测量，温度传感器均匀布置在电力变压器的四 周，同时测量环境温度，有效避免单个温度传感器测量温度带来的随机性。
[0045] 采用光纤温度传感器进行变压器油顶层油温的测量。
[0046] (2)损耗计算：
[0047]变压器铜耗和铁耗计算方法如下：
[0048] vl、il为电力变压器一次侧电压、电流瞬时值;v2、i2为电力变压器二次侧电压、电 流瞬时值;电力变压器变比为Κ;τ为计算周期，一般T = ls;可以计算实时铜耗为：
[0052] (3)热点温度的预测计算：
[0053]根据变压器热点温度计算方程
[0054]
[0055] 其中：0a为环境温度，△ Θ。,为初始顶层油温升，△ 0。1为额定损耗下顶层油温稳态温 升，R为额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，Ih为高压侧负载电流有效值，Ihr为高压侧 负载电流额定值，A 0hl为开始时热点温度与顶层油温的梯度，Η为热点系数，对配电变压器 一般取值为1.1，gr为额定电流下绕组平均温度与油平均温度的差值，X，y，kn，k 2i，k22，τ。，Tw 为常数，对于ΟΝΑΝ散热方式的变压器，其取值分别为0.8,1.3,0.5，2.0,2.0,210,10,对于 0NAF散热方式的变压器，其取值分别为0.8，1.3,0.5,2.0,2.0，150,7。
[0056] 根据开始时，顶层油温升和热点温度与顶层油温的差值，带入求解方程组（1 )，即 可求得之后时间的热点温度，完成热点温度的预测。
【主权项】
1. 一种电力变压器损耗带电测量和溫度预测系统，其特征在于，包括计算机、数字采集 卡、溫度传感器、原边电压互感器、副边电压互感器、原边电流互感器和副边电流互感器;原 边电压互感器、副边电压互感器、原边电流互感器和副边电流互感器的输出端连接数字采 集卡的输入端，数字采集卡的输出端和溫度传感器的输出端连接计算机;原边电压互感器、 副边电压互感器分别设置在电力变压器的原边和副边，用于实时采集电力变压器的原边和 副边电压；原边电流互感器和副边电流互感器分别设置在电力变压器的原边和副边，用于 实时采集电力变压器的原边和副边电流;溫度传感器用于测量电力变压器所处环境的环境 溫度和变压器油顶层溫度。2. 根据权利要求1所述的一种电力变压器损耗带电测量和溫度预测系统，其特征在于， 在电力变压器运行时，同步采集变压器运行时原边的电流、电压和副边的电流、电压，并利 用溫度传感器测量环境溫度和变压器油顶层溫度，经过计算机计算后，得到变压器实时损 耗信息，并对变压器热点溫度进行计算。3. 根据权利要求2所述的一种电力变压器损耗带电测量和溫度预测系统，其特征在于， 所述损耗信息包括变压器铜耗、铁耗;变压器铜耗和铁耗计算公式如下： 铜耗为：其中，Vl、il为电力变压器一次侧电压、电流瞬时值;V2、i2为电力变压器二次侧电压、电 流瞬时值;电力变压器变比为K; T为计算周期。4. 根据权利要求3所述的一种电力变压器损耗带电测量和溫度预测系统，其特征在于， 所述计算机还计算电力变压器热点溫度； 变压器热点溫度目h(t)的计算方程为：其中：θ。为环境溫度，Δ 0。1为初始顶层油溫升，Δ θητ为额定损耗下顶层油溫稳态溫升，R 为额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，Ih为高压侧负载电流有效值，Ihr为高压侧负载 电流额定值，A 0hi为开始时热点溫度与顶层油溫的梯度，Η为热点系数，对配电变压器取值 为l.l，gr为额定电流下绕组平均溫度与油平均溫度的差值，义，7山1也1山2，1。，1~为常数， 对于ONAN散热方式的变压器，其取值分别为0.8，1.3,0.5,2.0,2.0,210，10,对于ONAF散热 方式的变压器，其取值分别为0.8,1.3,0.5,2.0,2.0，150,7。5. -种电力变压器损耗带电测量和溫度预测方法，其特征在于，包括W下步骤： (1)信号采集： 同步采集电力变压器原副边电流、电压，电力变压器环境溫度； (2) 损耗计算： (2.1)变压器铜耗和铁耗计算方法如下： 实时铜耗为：其中，vl、il为电力变压器一次侧电压、电流瞬时值;v2、i2为电力变压器二次侧电压、 电流瞬时值;电力变压器变比为Κ;Τ为计算周期； (3) 热点溫度计算:根据开始时，顶层油溫升和热点溫度与顶层油溫的差值，带入求解 方程组（1 )，求得之后时间的热点溫度，完成热点溫度的预测； 变压器热点溫度的计算方程为：其中：03为环境溫度，Δ 0。1为初始顶层油溫升，Δ 为额定损耗下顶层油溫稳态溫升，R 为额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，Ih为高压侧负载电流有效值，Ihr为高压侧负载 电流额定值，A 0hi为开始时热点溫度与顶层油溫的梯度，Η为热点系数，对配电变压器取值 为l.l，gr为额定电流下绕组平均溫度与油平均溫度的差值，义，7山1也1山2，1。，1~为常数， 对于ONAN散热方式的变压器，其取值分别为0.8，1.3,0.5,2.0,2.0,210，10,对于ONAF散热 方式的变压器，其取值分别为0.8,1.3,0.5,2.0,2.0，150,7。
【专利摘要】本发明公开一种电力变压器损耗带电测量和热点温度预测系统及方法，系统包括计算机、数字采集卡、温度传感器、原边电压互感器、副边电压互感器、原边电流互感器和副边电流互感器；原边副边电压互感器、原边副边电流互感器的输出端通过数字采集卡连接计算机，温度传感器的输出端连接计算机；原边副边电压互感器分别设置在电力变压器的原边和副边；原边电流互感器和副边电流互感器分别设置在电力变压器的原边和副边；温度传感器用于测量电力变压器所处环境的环境温度和变压器油顶层温度。本发明可以实现变压器的损耗带电测量，并能对变压器绕组热点温度进行预测，用于了解变压器状态，指导变压器合理运行。
【IPC分类】G01R31/00, G01K13/00
【公开号】CN105548767
【申请号】CN201610005373
【发明人】魏宾, 穆海宝, 赵思翔, 郝西伟, 柳菲, 张婷
【申请人】国家电网公司, 国网陕西省电力公司西安供电公司, 西安交通大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月4日