用于变压器的光纤温度控制器的绕组温度计算方法
【专利说明】用于变压器的光纤温度控制器的绕组温度计算方法
[0001] 一、技术领域 本发明专利涉及一种光纤温度控制器的绕组温度计算方法，尤其是一种用于变压器的 光纤温度控制器的绕组温度计算方法。
[0002] 二、【背景技术】 变压器的工作温度是标志变压器安全性能的一个重要的参数，光纤温度控制器是对 变压器的工作温度检测的一个重要装置，因此光纤温度控制器的绕组温度是一种重要的参 数。
[0003] 在现有的用于变压器的温度控制器的绕组温度计算方法中，使用热模拟的方法， 使用电流匹配器将CT电流变换成一个加热电流，加热电流在电热元件上产生的热量是来 补偿测温元件，模拟铜油温差，驱动温度指针指示绕组温度。使用此方法测量变压器绕组温 度时，需要配备整流器，用于转换CT电流，安装复杂，操作繁琐。
[0004] 三、
【发明内容】
为了克服上述技术缺点，本发明专利的目的是提供一种用于变压器的光纤温度控制器 的绕组温度计算方法，因此根据变压器的性能参数进行了简化计算，提高了光纤温度控制 器的绕组温度计算精度。
[0005] 为达到上述目的，本发明专利采取的技术方案是：一种用于变压器的光纤温度控 制器的绕组温度计算方法；其特征在于：其步骤是： a、 确定负载电流I1 I1=IpXKci 其中：KCT是指CT变比、Ip是指CT电流； b、 确定热负责ql
其中：^是指高压侧额定电流、q是指当变压器最小分接即额定电流时所对应的热负 荷； C、确定绕组铜油温差AT AT=KlXq1XK2 其中：KUK2是指变压器设计中计算铜油温差的常数；d、确定绕组温度T T=T0+AT 其中：T。是指变压器顶层油面温度。
[0006] 本发明设计了，其步骤是： (1) 利用装置中的高精度电流传感器，测量得到CT的电流值IP，从而可根据变压器计 算公式及经验校正参数计算得出负载电流I1，单位A (2) 计算对应负载下的热负荷。
[0007] (3)计算对应热负荷下的铜油温差。
[0008] (4)根据上述计算得到变压器的铜油温差，加上直接测量得到的油面温度，得到变 压器绕组温度值。
[0009] 上述步骤（1)中，负载电流I1的计算公式是： I1=IpXKci 其中山为CT负载电流，单位A;1("为CT变比常数，Ip为测量得到的CT电流，单位A。
[0010] 上述步骤（2)中，根据下式计算热负荷：
其中=Q1为负载电流对应的热负荷，单位W/IM2 ;12为高压侧额定电流，单位AJ1为变 压器高压侧负载电流，单位A;q为当变压器最小分接即额定电流时所对应的热负荷，单位 W/醒2 *为变压器经验校正常数。
[0011] 当变压器最小分接时所对应的热负荷q是由额定电流、高压绕组匝数和垫块参数 通过计算得到的变压器的性能参数，q计算公式如下：
其中，a、c为常数；I2为高压侧最小分接时电流，单位A;P为高压侧最小分接时电流 密度，单位A/mm2 ;S为线圈涡流损耗，单位％山为高压线圈常规段每段匝数；d为轴向尺 寸，单位mm;e为导线线宽，单位mm;f为撑条数；g为垫块宽度，单位mm;h为高压线圈平均 Ei长，单位mm〇
[0012] 上述步骤（3)中，根据下式计算高压绕组铜油温差：
其中：AT为高压侧绕组铜油温差，单位°C;k、K2、K3是指变压器设计中计算铜油温差 的经验校正常数；q:为负载电流对应的热负荷，单位W/mm2。
[0013] 上述步骤（4)的详细内容是：根据测量得到的顶层油面温度，加上述计算得到的 铜油温差，减掉变压器设计中的温度常数，根据下式计算高压绕组温度： T=T0+AT 其中：T为高压绕组温度，单位°C;T。为测量得到的变压器顶层油面温度，单位°C。
[0014] 在本技术方案中，CT是指变压器高压侧电流互感器。
[0015]由于设计了电路板进行数据分析计算，并且在集成电路板中直接加入电流互感器 进行CT电流采集，不再需要增加变流器以及加热毛细管，简化了安装方式，并根据变压器 的性能参数进行精确计算，提高了光纤温度控制器的绕组温度计算精度。
[0016] 本发明专利设计了基于变压器绕组温度计算方法的新程序，改用单片机控制，使 计算结果更加精确。
[0017] 在本技术方案中，计算热负荷为重要技术特征，在用于变压器的光纤温度控制器 的绕组温度计算方法的技术领域中，具有新颖性、创造性和实用性，在本技术方案中的术语 都是可以用本技术领域中的专利文献进行解释和理解。
[0018] 四、【具体实施方式】 下面结合实施例，变压器型号SSZ11-180000/220、电压比230±8X1. 25%/121/10. 5、 联接组别YNynOd11，对本发明进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明 的进一步限定。
[0019] 在本实施例中，高压侧CT变比Kct、高压侧额定电流I2、当变压器最小分接时所对 应的热负荷q是变压器的重要性能参数；当变压器最小分接时所对应的热负荷q是由额定 电流、高压绕组匝数和垫块等参数通过计算得到的变压器的性能参数，q计算公式如下：
其中，a、c为常数；I2为高压侧最小分接时电流，单位A;P为高压侧最小分接时电流 密度，单位A/mm2 ;S为线圈涡流损耗，单位％山为高压线圈常规段每段匝数；d为轴向尺 寸，单位mm;e为导线线宽，单位mm;f为撑条数；g为垫块宽度，单位mm;h为高压线圈平均 匝长，单位_。根据变压器计算单带入此变压器相关参数求得q为1521W。高压侧CT变比 Kct为600:5,高压侧额定电流1 2为451. 8A，常数k为0. 6,Kl为0. 75,K2为0. 41，K3为2。
[0020] 在本实施例中，变压器试验时使用光纤直接埋入高压侧绕组直接测量绕组温度， 另一点测量油面温度。高压侧CT电流Ip是通过电流计对变压器实际测定值为2. 86A，变压 器顶层油面温度T。是通过光纤测温对变压器实际测定值为32. 6°C; 其步骤是： a、 确定负载电流I1 Ii=IpXKCT=2. 86X600/5=343. 2A b、 确定热负荷q:
d、确定绕组温度T T=T0+ A T=32. 6+18. 1=50. 7°C 试验中，通过埋入绕组中的光纤测点所测得温度值为51. 65°C。由此可知，在本算法中 通过精确计算得出的绕组温度接近真实值。
[0021] 本发明专利具有下特点： 1、由于设计了将光纤模块集成于电路板的方法，使光纤测温应用于变压器温控器测量 是一种新技术特征，不再是通过传统PT100、毛细管等测温方法进行测温，光纤测温精度更 加准确。
[0022] 2、由于设计了将CT测量电流互感器、电源模块集于集成电路板中，减小了装置体 积，实现了一体化设计，并不再使用传统变流器。此特征采用高精度电流互感器，在实际测 量中具有明显效果，可精确测量CT电流，从而准确计算热负荷，最终实现绕组温度的精确 计算。
[0023] 3、由于设计了对结构形状进行了数值范围的限定，使数值范围为本发明专利的技 术方案中的技术特征，不是通过公式计算或通过有限次试验得出的技术特征，试验表明该 数值范围的技术特征取得了很好的技术效果。
[0024] 4、由于设计了本发明专利的技术特征，在技术特征的单独和相互之间的集合的作 用，通过试验表明，本发明专利的各项性能指标为现有的各项性能指标的至少为1. 7倍，通 过评估具有很好的市场价值。
[0025] 上述实施例只是本发明所提供的用于变压器的光纤温度控制器的绕组温度计算 方法的一种实现形式，根据本发明所提供的方案的其他变形，增加或者减少其中的成份或 步骤，或者将本发明用于其他的与本发明接近的技术领域，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于变压器的光纤温度控制器的绕组温度计算方法；其特征在于：其步骤是： a、 确定负载电流I1 I1=IpXKci 其中：KCT是指CT变比、I p是指CT电流； b、 确定热负责ql其中：^是指高压侧额定电流、q是指当变压器最小分接即额定电流时所对应的热负 荷； C、确定绕组铜油温差Λ T AT=KlXq1XI^ 其中：KU Κ2是指变压器设计中计算铜油温差的常数； d、确定绕组温度T T=T0+ Δ T 其中：T。是指变压器顶层油面温度。2. 根基权利要求1所述的变压器绕组温度计算方法，其特征在于：其步骤是： (1) 利用装置中的高精度电流传感器，测量得到CT的电流值IP，从而可根据变压器计 算公式及经验校正参数计算得出负载电流I 1，单位A (2) 计算对应负载下的热负荷； (3) 计算对应热负荷下的铜油温差； (4) 根据上述计算得到变压器的铜油温差，加上直接测量得到的油面温度，得到变压器 绕组温度值； 上述步骤（1)中，负载电流I1的计算公式是： I1=IpXKci 其中CT负载电流，单位A ;KCTS CT变比常数，Ip为测量得到的CT电流，单位A ; 上述步骤（2)中，根据下式计算热负荷：其中=Q1为负载电流对应的热负荷，单位W/mm2 ;12为高压侧额定电流，单位A J1为变 压器高压侧负载电流，单位A ; q为当变压器最小分接即额定电流时所对应的热负荷，单位 W/醒2 *为变压器经验校正常数； 当变压器最小分接时所对应的热负荷q是由额定电流、高压绕组匝数和垫块参数通过 计算得到的变压器的性能参数，q计算公式如下：其中，a、c为常数；I2为高压侧最小分接时电流，单位A ; P为高压侧最小分接时电流 密度，单位A/mm2 ; δ为线圈涡流损耗，单位％ ;b为高压线圈常规段每段匝数；d为轴向尺 寸，单位mm ;e为导线线宽，单位mm ;f为撑条数；g为垫块宽度，单位mm ;h为高压线圈平均 IM长，单位mm ; 上述步骤（3)中，根据下式计算高压绕组铜油温差：其中：AT为高压侧绕组铜油温差，单位°C ;k、K2、K3是指变压器设计中计算铜油温差 的经验校正常数；Q1为负载电流对应的热负荷，单位W/IM2 ; 上述步骤（4)的详细内容是：根据测量得到的顶层油面温度，加上述计算得到的铜油 温差，减掉变压器设计中的温度常数，根据下式计算高压绕组温度： T=T0+ Δ T 其中：T为高压绕组温度，单位°C ;Τ。为测量得到的变压器顶层油面温度，单位°C。
【专利摘要】一种用于变压器的光纤温度控制器的绕组温度计算方法，包其步骤是：<b>a</b>、确定变压器负载电流I1，<b>b</b>、确定变压器运行时负载热负荷q1，<b>c</b>、确定绕组铜油温差ΔT，<b>d</b>、确定绕组温度T，由于设计了电路板进行数据分析计算，并且在集成电路板中直接加入电流互感器进行CT电流采集，不再需要增加变流器以及加热毛细管，简化了安装方式，并根据变压器的性能参数进行精确计算，提高了光纤温度控制器的绕组温度计算精度。
【IPC分类】G01R19/00, G01K11/32, G01K1/20
【公开号】CN105067144
【申请号】CN201510448296
【发明人】李冬林, 范国英, 王加东
【申请人】泰安屹思达智能科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月28日