(10)申请公布号 (43)申请公布日 2015.02.18
C N 104361243
A (21)申请号 201410669309.X
(22)申请日 2014.11.20
G06F 19/00(2011.01)
H01F 27/08(2006.01)
(71)申请人国家电网公司
地址100031 北京市西城区西长安街86号
申请人国网湖南省电力公司
国网湖南省电力公司电力科学研究
院
(72)发明人刘赟 刘兴文 叶会生 万勋
段建家
(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所 43008
代理人赵洪
谭武艺
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种油浸式电力变压器散热器
效率的评估方法，步骤包括：计算待评估变压器
在指定时间段的平均负载损耗；将平均负载损耗
加上铭牌空载损耗得到平均总损耗功率；计算待
评估变压器在指定时间段的平均剩余功率；假定
待评估变压器的散热器效率，计算待评估变压器
的散热器在指定时间段的平均散热功率；根据平
均总损耗功率减去平均散热功率等于平均剩余功
率的能耗平衡关系，将平均总损耗功率减去平均
剩余功率并除以平均散热功率计算反推出待评估
变压器的散热器效率。本发明能够实现散热器效
率计算以掌握变压器的负载能力以解决变压器散
热器效率不足的问题，适用于安装散热器的变压
器，且还可为推算变压器顶层油温升提供基础。(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书9页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书9页 附图1页(10)申请公布号CN 104361243 A
1.一种油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，其特征在于步骤包括：
1)计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗
2)将所述平均负载损耗加上待评估变压器的铭牌空载损耗p 0，得到待评估变压器在指定时间段的平均总损耗功率
3)计算待评估变压器在指定时间段的平均剩余功率
4)假定待评估变压器的散热器效率η，根据假定的散热器效率η计算待评估变压器
的散热器在指定时间段的平均散热功率
5)根据所述平均总损耗功率减去平均散热功率等于平均剩余功率的能耗平
衡关系，将平均总损耗功率减去平均剩余功率并除以平均散热功率
反推计算待评估变压器的散热器效率η。
2.根据权利要求1所述的油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，其特征在于，所
述步骤1)中计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗的详细步骤包括：判断待评估变压器的线圈类型，如果待评估变压器为三线圈变压器，则根据式(1)计算待评估变
压器在指定时间段的平均负载损耗否则如果待评估变压器为两线圈变压器，则根据式
(2)计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗
式(1)中，r 表示指定时间段的时间长度，I h (i)表示i 时刻高压绕组的运行电流，I he 表示高压绕组的额定电流，I m (i)表示i 时刻中压绕组的运行电流，I me 表示中压绕组的额定电流，I l (i)表示i 时刻低压绕组的运行电流，I le 表示低压绕组的额定电流，p hm 表示高中铭牌负载损耗，p hl 表示高低铭牌负载损耗，p ml 表示中低铭牌负载损耗；n 表示高压绕组与低压绕组容量比值； 式(2)中，r 表示指定时间段的时间长度，I h (i)表示i 时刻高压绕组的运行电流，I he 表示高压绕组的额定电流，p hl 表示高低铭牌负载损耗。
3.根据权利要求2所述的油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，其特征在于：所
述步骤3)中计算待评估变压器的平均剩余功率的函数表达式如式(3)所示；
表示指定时间段结束时刻的顶层油温式(3)中，r表示指定时间段的时间长度，△T
r
表示指定时间段起始时刻的顶层油温升，c表示变压器油的比热容，B表示经验系升，△T
数，g表示变压器油总重。
4.根据权利要求3所述的油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，其特征在于：所述经验系数B的取值为0.8。
5.根据权利要求4所述的油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，其特征在于：所述步骤4)中根据假定的散热器效率η计算待评估变压器的散热器的平均散热功率的函数表达式如式(4)所示；
表式(4)中，η表示待评估变压器的散热器效率，r表示指定时间段的时间长度，△T
i
示指定时间段内i时刻的顶层油温升，S表示变压器有效散热面积，a和b表示变压器发热中心与散热中心高度比值的相关因子。
6.根据权利要求5所述的油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，其特征在于：所述步骤5)中反推计算待评估变压器的散热器效率η的函数表达式如式(5)所示；
表示待评估变压器的铭牌空载损耗，表式(5)中，r表示指定时间段的时间长度，p
示待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗，表示待评估变压器在指定时间段的平表示指定时间段内i时刻的顶层油温升，S表示变压器有效散热面积，a 均剩余功率，△T
i
和b表示变压器发热中心与散热中心高度比值的相关因子。
一种油浸式电力变压器散热器效率的评估方法
技术领域
[0001] 本发明涉及油浸式电力变压器的效率优化技术，具体涉及一种油浸式电力变压器散热器效率的评估方法。
背景技术
[0002] 变压器制造厂采用工厂计算法对油浸式电力变压器的损耗、油温升、绕组温升进行计算，根据计算结果，配置一定容量的冷却系统，以满足油浸式电力变压器的冷却需求。但是，电网中的油浸式电力变压器在运行一段时间以后，因受污染和粉尘等因素的影响，将不可避免的会引起冷却系统效率下降，如不及时进行清扫或检修处理，可能使油浸式电力变压器的顶层油温升值超过允许值，影响变压器带负载的能力，并可能导致电网卡负荷运行，给供电企业和社会生产、生活用电带来不便。
[0003] 因此，很有必要对运行中油浸式电力变压器的冷却系统的效率作出评估，并根据评估结果来制定行之有效的检修策略，提高电力变压器的利用效率。然而，变压器制造厂只考虑了冷却系统在100％的冷却效率下顶层油温升的计算值，对运行中的油浸式电力变压器，到目前为止，国内很少有人提出针对变压器散热器效率评估的有效方法。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种评估精确度高，能够实现散热器效率计算以掌握变压器的负载能力以解决变压器散热器效率不足的问题，适用于散热器的变压器，且还可为推算变压器顶层油温升提供基础的油浸式电力变压器散热器效率的评估方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种油浸式电力变压器散热器效率的评估方法，步骤包括：
[0007] 1)计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗
[0008] 2)将所述平均负载损耗加上待评估变压器的铭牌空载损耗p0，得到待评估变压器在指定时间段的平均总损耗功率
[0009] 3)计算待评估变压器在指定时间段的平均剩余功率
[0010] 4)假定待评估变压器的散热器效率η，根据假定的散热器效率η计算待评估变
压器的散热器在指定时间段的平均散热功率
[0011] 5)根据所述平均总损耗功率减去平均散热功率等于平均剩余功率的能
耗平衡关系，将平均总损耗功率减去平均剩余功率并除以平均散热功率反推计算待评估变压器的散热器效率η。
[0012] 优选地，所述步骤1)中计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗的详细步骤包括：判断待评估变压器的线圈类型，如果待评估变压器为三线圈变压器，则根据式
(1)计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗否则如果待评估变压器为两线圈变压器，则根据式(2)计算待评估变压器在指定时间段的平均负载损耗
[0013]
[0014]
式(1)中，r 表示指定时间段的时间长度，I h (i)表示i 时刻高压绕组的运行电流，I he 表示高压绕组的额定电流，I m (i)表示i 时刻中压绕组的运行电流，I me 表示中压绕组的
额定电流，I l (i)表示i 时刻低压绕组的运行电流，
I le 表示低压绕组的额定电流，p hm 表示高中铭牌负载损耗，p hl 表示高低铭牌负载损耗，p ml 表示中低铭牌负载损耗；n 表示高压绕组与低压绕组容量比值；
[0015]
[0016]
式(2)中，r 表示指定时间段的时间长度，I h (i)表示i 时刻高压绕组的运行电流，I he 表示高压绕组的额定电流，p hl 表示高低铭牌负载损耗。[0017] 优选地，所述步骤3)中计算待评估变压器的平均剩余功率的函数表达式如式
(3)所示；
[0018]
[0019] 式(3)中，r 表示指定时间段的时间长度，△T r 表示指定时间段结束时刻的顶层油温升，△T 0表示指定时间段起始时刻的顶层油温升，c 表示变压器油的比热容，B 表示经验系数，g 表示变压器油总重。
[0020] 优选地，所述经验系数B 的取值为0.8。
[0021] 优选地，所述步骤4)中根据假定的散热器效率η计算待评估变压器的散热器的平均散热功率
的函数表达式如式(4)所示；
[0022]
[0023] 式(4)中，η表示待评估变压器的散热器效率，r 表示指定时间段的时间长度，△T i 表示指定时间段内i 时刻的顶层油温升，S 表示变压器有效散热面积，a 和b 表示变压器发热中心与散热中心高度比值的相关因子。
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