宋曉冬
摘要:本文主要提出對變壓器頂層油溫及繞組熱點溫度計算熱路模型,該方法主要研究核心為變壓器自身傳熱全過程,以此為基礎(chǔ)構(gòu)建完善的模型。充分構(gòu)建變壓器智能化控制平臺,精細(xì)化實際測量及計算最終數(shù)據(jù),提供變壓器實際增容合理參依據(jù),進(jìn)一步避免因增加容量產(chǎn)生的一系列風(fēng)險,且充分結(jié)合變壓器正式運行狀況,靈活性實現(xiàn)控制冷卻器投切,降低變壓器自身實際運行功耗。
關(guān)鍵詞:變壓器;熱路模型;負(fù)荷;智能化控制技術(shù)
電力系統(tǒng)運行質(zhì)量十分關(guān)鍵,變壓器作為電力系統(tǒng)核心構(gòu)成,其自身實際容量決定整個電網(wǎng)自身輸電能力,但當(dāng)下我國變壓器正常容量基本低于額定容量,設(shè)備資源難以實現(xiàn)物盡其用的目標(biāo)。變壓器自身容量大小主要取決于內(nèi)部絕緣材料使用年限,影響絕緣材料壽命關(guān)鍵是變壓器自身最熱點溫度。若可對變壓器自身參數(shù)進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測,可預(yù)測當(dāng)下負(fù)載下變壓器內(nèi)部最熱點溫度,提高變壓器自身運行容量及效率。
一、電力變壓器內(nèi)部溫度不同測量計算方法
1、間接測量法
光纖溫度傳感器憑借自身較強的抗干擾能力、可靠性及絕緣性,適用于測量其內(nèi)部熱點溫度,變壓器設(shè)計繞組不同部位增設(shè)相應(yīng)的傳感器,動態(tài)化測量熱點溫度。但選用此種測量方法對變壓器自身絕緣繞組水平要求較高,若埋設(shè)光纖探頭較多,易引發(fā)絕緣方面的不足;若探頭不足難以精準(zhǔn)性測量實際熱點溫度數(shù)值,當(dāng)下使用頻次較高的為間接測量法。其主要應(yīng)用原理為通過計算數(shù)據(jù)方法,最終精準(zhǔn)性計算繞組熱點溫度,其具體實踐中又包含多個計算方法。
2、數(shù)值計算法
數(shù)值計算方法主要實踐原理為以流體力學(xué)、傳熱學(xué)為核心導(dǎo)向,進(jìn)一步分析變壓器內(nèi)油和繞組間對流換熱的相關(guān)問題,通過解答相應(yīng)的微分方程組最終獲取相應(yīng)的熱點溫度。該實際計算方法主要將板牙器內(nèi)繞組周圍進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)楹喴椎亩S方程組,聯(lián)合應(yīng)用計算機軟件求解最終獲取變壓器繞組熱點數(shù)值及其存在的精準(zhǔn)部位。該方法具體實踐過程中,需確保變壓器自身結(jié)構(gòu)參數(shù),且整個計算體量較大,適用于科研定性研究。
3、熱路模型計算法
變壓器因廠家、型號不同最終實際制造工藝存在較大的差異性,處于箱體內(nèi)多個復(fù)雜條件下產(chǎn)生渦流實際耗損數(shù)值不盡相同,從而導(dǎo)致變壓器熱點溫度大小不一,需充分結(jié)合實際狀況,合理化選取計算方法最終獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。若單一性獲取實際熱點數(shù)值,不僅需耗損較長時間,而且適應(yīng)范圍有限,難以獲取較佳的成效,充分借力熱路模型法求取相應(yīng)的熱點溫度,不僅可吻合工程精度要求,而且使用范圍較大,最終應(yīng)用成效較佳。熱路模型計算法主要是將變壓器內(nèi)部傳導(dǎo)全過程視為一個模型,對電路模型進(jìn)行分析較為簡易,選取此種方式可獲取計算熱點溫度公式,整個過程計算較為簡易,需參量較少。需強調(diào)的是,模型自身精準(zhǔn)性與最終獲取數(shù)值可靠性成正相關(guān),正式計算過程中需充分保證模型構(gòu)建的精準(zhǔn)性及可靠性[1]。
二、基于平均油溫計算變壓器熱點溫度熱路模型構(gòu)建
充分分析上述獲取變壓器熱點溫度方法,對其原有整個模型構(gòu)建進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),由于變壓器箱體自身均壁溫處于實際傳熱過程中并未與模型傳熱規(guī)律相吻合,但為精準(zhǔn)性計算外界自然環(huán)境對變壓器內(nèi)部熱量傳遞產(chǎn)生的干擾,可建議選取變壓器油溫度視為參考量,主要原因為:①變壓器油自身均溫度可動態(tài)化反應(yīng)變壓器自身內(nèi)部溫度整體水平,且相適應(yīng)熱路模型傳熱特征規(guī)律;②平均油溫是變壓器出廠之前試驗中必測項目之一,加
設(shè)該參數(shù)可進(jìn)一步獲取熱路模型中熱阻數(shù)值;③充分利用均油溫可獲取變壓器油處于油管、散熱器實際熱阻數(shù)值;④平均油溫處于具體試驗中較為接近變壓器箱體表面溫度,可充分利用該參數(shù)求解變壓器箱體散熱熱阻。
三、變壓器負(fù)荷智能控制方法評估
隨著電網(wǎng)規(guī)模建設(shè)持續(xù)性擴(kuò)大,輸電線路負(fù)載顯著增加,因其負(fù)荷增加對電路增容研究愈發(fā)普遍,變壓器作為輸變電關(guān)鍵設(shè)備之一,為從本質(zhì)實現(xiàn)變壓器負(fù)荷智能化控制,加大增容技術(shù)開發(fā)和研究至關(guān)重要。
1、變壓器增容運行可行性研究分析
進(jìn)一步增加運行負(fù)載電流,變壓器熱耗損會有效增加,該過程中需向外界分散更多的熱量,變壓器設(shè)計過程中最大散熱容量需充分結(jié)合額定負(fù)載考量,變壓器若超過自身額定工作負(fù)荷運行時,若仍依照相關(guān)額定散熱容量進(jìn)行計算,現(xiàn)場工作人員必定會判定內(nèi)部過熱引發(fā)危險。即便變壓器處于額定負(fù)載下運行,因輸電線路運行中受影響因素較多,也可能存在發(fā)生故障的風(fēng)險,若變壓器所在雙回線路或整個輸電環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)故障,變壓器自身需承載2倍容量運行,仍可能存在內(nèi)部過熱風(fēng)險。所以變壓器增容運行或線路故障條件下,調(diào)度部門難以對變壓器實際負(fù)載進(jìn)行監(jiān)控,為保證線路運行安全性,國內(nèi)多個變壓器均低于額定容量運行。若綜合性考量環(huán)境對變壓器內(nèi)部散熱的促進(jìn)影響,多種狀況下可保證變壓器長周期過載運行,需科學(xué)、合理做好變壓器評估方法,更是實現(xiàn)變壓器增容基礎(chǔ)保證[2]。
2、變壓器動態(tài)增容檢測技術(shù)
結(jié)合我國相關(guān)規(guī)范及要求,電力變壓器增容實際運行過程中,其內(nèi)部溫度數(shù)值需充分不超過限制數(shù)值,進(jìn)一步確保變壓器自身運行可靠及安全。結(jié)合規(guī)范中對過負(fù)載運行基本要求的最低溫度限值,頂油溫度、熱點溫度分別需控制于105oC、140oC作為變壓器增容運行評估方法限定溫度。綜合性考量變壓器內(nèi)部局部過熱不良影響,充分增設(shè)線油溫差指標(biāo),合理化設(shè)定其數(shù)值。采取強有力的措施動態(tài)化監(jiān)測環(huán)境溫度、風(fēng)速等相關(guān)數(shù)據(jù)信息,聯(lián)合熱路模型計算基于變壓器運行條件下,自身頂油溫度、熱點溫度等數(shù)值,綜合性評估判定變壓器增容實際運行能力[3]。
結(jié)束語
通過對環(huán)境、負(fù)載等多方面因素的綜合性考量,借力熱路模型精準(zhǔn)性計算最終變壓器實際內(nèi)部溫度數(shù)值,為運行中變壓器在線監(jiān)測提供強有力的支撐,促使其可吻合人們用電需求。本系統(tǒng)主要基于變壓器運行可靠性層面,對變壓器冷卻器實現(xiàn)智能化、動態(tài)化控制,提高設(shè)備利用率,獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn):
[1]羅漢武,來文清,姜國義,等.油浸式變壓器熱路模型的修正及實驗驗證[J].高壓電器,2019,55(1):6.
[2]張宗軍,李建明,趙海濱,等.Vv不共軛式接線牽引變壓器的熱路溫升模型[J].變壓器,2019,56(12):5.
[3]楊永祥,朱遠(yuǎn)成,錢濤濤,等.多因素驅(qū)動的配電變壓器時變故障失效模型及應(yīng)用[J].智能電網(wǎng)(漢斯),2019,9(6):10.