油浸式电力变压器热点温度在线监测方法的研究

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油浸式电力变压器温升浅析

油浸式电力变压器温升浅析摘要：变压器试验有型式试验、例行试验和特殊试验，其中温升试验是型式试验中的一种，这项试验主要是检查变压器的结构性能，具体是检验变压器能否快速冷却，也就是检验变压器工作中由总损耗产生的热量能否快速散去，并且是否满足国标中所规定的变压器的顶层油温升，以及绕组温升的限定值，还要检验一些其他部件有没有局部过热现象，如铁心、油箱和结构件等。

本文分析了油浸式电力变压器温升内容。

关键词：油浸式；电力变压器；温升；油浸式电力变压器是电网中电能转换、传输的核心设备，它的运行状况直接关系到电网的安全运行。

变压器的安全运行和寿命取决于其绝缘材料性能，而其绝缘性能与变压器产热和散热性能密切相关。

绕组温度过高会导致绝缘材料加速老化，缩短变压器使用寿命，极端情况甚至会造成变压器起火爆裂等严重事故。

1 油浸式电力变压器温升1.1 温升试验方法。

温升试验的方法有多种，例如，循环电流法、直接负载法、相互负载法、短路法及零序法等，而在这些方法中短路法所需要的试验电压是最低的，电源容量也是最小的，而且对于油浸式变压器，国标规定短路法是温升试验的标准方法。

短路法一般是先短路被试变压器绕组的低电压端，然后给绕组的高电压端提供电源，检验总损耗下的变压器顶层以及底部的油温升，再检验额定电流下的绕组和油的平均温升，最终判定是否超过相关温升限值，从而进一步断定变压器合格否。

1.2 温升试验过程。

本试验采用短路法，具体步骤如下。

一是施加总损耗。

首先，短接被试变压器的低电压端的出线端子，并对高压端施加总损耗，给变压器供电后进行试验。

试验过程中，需要定时监测和记录一些温度值，例如，变压器周围环境的温度、油顶层的温度以及散热器进口与出口的温度，一般时间间隔为半小时，试验时间长度为3ｈ，试验过程中当监测部位的温升变化每小时小于1℃时，这时温升基本稳定了，我们把最后1ｈ试验值进行平均，并将此值作为最终的结果值。

二是施加额定电流。

首先，绕组的输入电流要达到额定电流，继续监测1ｈ后，记录变压器周围环境的温度、油顶层的温度以及散热器进口与出口的温度，然后断掉电源且使电流达到最小，这时通过测量热态电阻的值得到绕组的温升。

利用Fluent计算的油浸式变压器绕组热点温度研究

Ｆｕｎ求解器；后处理部分则直接使用Ｆｕｎ求解ｌｔｅｌｔｅ
涡流损耗分布极不均匀，在变压器绕组和油箱、夹
到３部分软件：处理软件、解器、处理软件。前求后本文使用的前处理软件是具有超强组合建构模型
能力的专用前处理器Ｇｍｉ软件；用６２版本的ａｂｔ采．
Ｅｇｎｅｉｇｏｔｈｎｌｃｒｏｅｎｖｒｉ，ａｄｎ７０３ｈｎ）ｎｉｅｒ，ＮｒＣｉａＥｅｔｃＰｗｒｉｅｓｙＢｏｉｇ００，ＣｉａｎｈｉＵｔ１
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｇａｉｈｒ－ｒｃｓｉｇｓｆａｅｏｌｅｔｉｕｅｏｅｔｂｉｈｔｅｎｍｅｃｌｍｏｅｆａｏｌｉｍｂｔｅｐｅｐｏｅｓｎｏｔｒｆＦｕｎｓｓｄｔｓａｌｈｕｒａｄｌｏｉｍｍｅｓｄｔｎｆｒｒａｄ，ｔｗｓｉ－ｒｅｒｓｍｅｎａｏ
ｍａｅｔｅｍｏｅａａｔｒｓｔｎｓＢｓｇＦｕｎｏｔａｅｔｅｐｏｕｔｄｓｒｕｉｎｏｅｅａｕｅａｄｗｉｄｎｏｏｎｓｋｈｄｌｐｒｍｅｅｅｔｇ．ｉｙｕｉｌｅｔｓｆｒ，ｈｒｄｃｉｔｉｔｆｔｍｐｒｔｒｎｎｉｇｈｔｐｉｔｉｎｗｂｏｏｔｉｅ．Ｔｅｆａｉｉｔｆｔｅｐｏｏｅｔｏｓｖｒｅｙｃｍｐｒｎｈｅｕｔｆｃｌｕａｉｎｅａｌｔａｕｅｎ．Ｉｂａｎｄｈｅｓｂｌｙｏｈｒｐｓｄｍｅｈｄｉｅｉｄｂｏａｉｇｔｅｒｓｌｏａｃｌｔｘｍｐｅｗｉｍｅｓｒｍｅｔｔｉｉｆｓｏｈ

电力变压器无线温度监测系统的研究

无线方式把探测到的电力变压器温度数据发送给
电力变压器是供配电系统中不可缺少的重要
无线接收模块Ａ，再通过中央处理器Ａ处理后传
部件，其工作正常与否直接影响着下级用电系统
被监测变压器的温度数据，及时发现故障变压器的具体位置，作出准确的处理。
监测系统。２变压器无线温度监测系统能够实１变压器无线温度监测系统的工作现的功能
原理
变压器无线温度监测系统是通过在变压器终
电压等级配电变压器在市场的容量份额占比达到
了４％。我国１ｋ电压等级配电变压器销量在变００Ｖ
压器行业中所占比重约为三分之一。
图１示：通过温度传感器Ａ采集变压器信息，所
然后把信息传递到无线发送模块Ａ，该模块通过
中图分类号：Ｔ７Ｐ２７文献标识码：Ａ文章编号：１０ —０３（０２０（一０７ — ４９１４２１）５下）０１００
Ｄｉ１．９９Ｊ１ｓ．０９１４２１．（）２ｏ：３６／．ｎ１０－０．０５下．１０ｓ３２
的安全。目前ＩｋＡ以下的变压器大多为无人值ＯＶ
送到以太网数据处理器ＡＰ２０进行处理。以太Ｃ２０

变压器绕组热点温度在线测量的研究

了特别适合于在线监测的差分方程解法。该方法适用于任意的时变负载系数和时变环境温度，且无需
对负载图进行假设和简化，同时，基于差分方程解法，本文设计了绕组热点温度在线监测系统。该系统采集负荷电流与大气环境温度，在线监测绕组热
用式（１）求解顶层油温度的差分ｌ１ｌ。
作者简介：高
鹏（１９８５一），男，山西祁县人，２０１０年毕业于清华
大学电力系统及其自动化专业，初级工程师，从事电气设备绝缘试验工作；杨亚奇（１９９１一），女，山西万荣人，２０１０级东北电力大学电气工程及自动化专业在读；米康民（１９７３一），男，山西河津人，１９９４年毕业于武汉水利电力大学高电压及绝缘技术，高级工程师，从事高电压试验技术研究工作。
点温度。
收稿日期：２０１２ — １２ — １７，修回日期：２０１３－０２ — ２５
１差分方程解法
热点温度等于环境温度、油箱内顶层油温升和油箱内热点温度与顶层油温之间的温差三者之和。根据变压器参数以及相关数据得到初始状态后，采
摘要：介绍了一种新的油浸式变压器绕组热点温度在线测量方法，以最新版变压器负载导则中
的热点温度计算模型为基础，实时采集变压器负荷电流和环境温度，采用适于任意时变负载系数和时变环境温度的差分方程解法，完成对绕组热点温度的在线测量。在此基础上，设计出绕组热点温度在线９ｎ，４量系统。该系统针对变压器的不同运行工况，监测其热点温度，防止温度过

油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究

本次演示旨在构建一个基于数据和模型的油浸式电力变压器健康管理系统，以解决现有故障诊断方法存在的问题。该系统主要包括数据采集、数据预处理、数据分析和模型训练四个部分。首先，通过传感器对油浸式电力变压器的运行状态进行实时监测，获取相关数据；然后，对采集到的数据进行预处理，如去噪、归一化等；接着，
谢谢观看
油浸式变压器故障诊断的发展趋势
随着科技的不断发展，油浸式变压器故障诊断方法将不断进步和完善。未来发展趋势主要体现在以下几个方面：
1、多学科融合：将不同学科领域的知识进行融合，如人工智能、信号处理、传感器技术等，以提高故障诊断的准确性和效率。
2、大数据和云计算：利用大数据和云计算技术，实现对海量数据的分析和处理，提高故障诊断的精度和效率。
油浸式变压器故障诊断方法的研究现状
传统的油浸式变压器故障诊断方法主要包括电气法、化学法和机械法。电气法主要包括绝缘电阻测试、介质损耗角正切值测试和直流电阻测试等；化学法主要是通过分析变压器油中的气体成分来判断故障类型；机械法则是通过振动法、声学法等手段检测变压器的运行状态。这些方法虽然具有一定的效果，但存在精度不高、费时费力等缺点。
未来研究方向和前景：针对本次演示研究的不足和局限性，未来可以在以下几个方面进行深入研究和探讨：
1、建立更加通用和完善的油浸式变压器绕组热点温度计算模型，考虑到更多影响因素，提高模型的适应性和预测精度。
2、研究更加高效和智能的机器学习算法，例如深度学习、强化学习等，将其应用于绕组热点温度的预测，进一步优化预测性能。
引言：油浸式变压器在电力系统中具有举足轻重的地位，而绕组热点温度是影响变压器运行稳定性和寿命的关键因素。因此，开展油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法的研究具有重要的现实意义和实用价值。

油浸式变压器试验报告

油浸式变压器试验报告本试验报告的目的是对一台油浸式变压器进行全面的性能测试，以确保其性能符合相关标准和规范，为电力系统的安全稳定运行提供保障。

本次试验采用的主要设备包括：电压表、电流表、功率表、温度计、压力表、油样采集器、声级计等。

（1）外观检查：对变压器的外观进行仔细观察，检查其结构是否合理，各部件是否完好无损，紧固件是否松动，有无渗漏油现象等。

（2）绝缘电阻测试：使用绝缘电阻测试仪对变压器的绝缘电阻进行测试，以评估其绝缘性能。

测试包括绕组对地、相间及各绕组间的绝缘电阻。

（3）介质损耗角正切值测量：通过介质损耗角正切值测量仪来测量变压器的介质损耗角正切值，以评估其绝缘性能。

（4）空载试验：在额定电压下进行空载试验，以检查变压器的空载性能。

通过测量输入输出电压、电流及功率因数等参数，评估变压器的性能。

（5）短路试验：在额定电流下进行短路试验，以检查变压器的短路性能。

通过测量输入输出电压、电流及功率因数等参数，评估变压器的性能。

（6）温升试验：在额定负荷下运行变压器，并实时监测其温度变化，以检查其温升性能。

通过与标准对比，评估变压器的性能。

（7）噪声测试：使用声级计对变压器运行时的噪声进行测试，以评估其噪声水平。

外观检查结果表明，该变压器的结构合理，部件完好无损，紧固件无松动现象，无渗漏油现象。

绝缘电阻测试结果表明，该变压器的绝缘电阻符合相关标准要求，说明其具有良好的绝缘性能。

介质损耗角正切值测量结果表明，该变压器的介质损耗角正切值在允许范围内，说明其具有良好的绝缘性能。

油浸式变压器作为电力系统的重要设备，其正常运行对于整个电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

本文对油浸式变压器故障诊断方法进行综述，详细介绍了几种常见的方法及其优劣和应用情况，并展望了未来的发展趋势。

油浸式变压器是一种常见的电力设备，其主要作用是转换和传输电力。

由于其工作环境的复杂性和高电压、大电流的运行特点，油浸式变压器常常会出现各种故障，如绕组变形、绝缘老化、过热等，这些故障不仅会影响电力系统的正常运行，严重时还可能导致设备损坏和火灾事故。

电力变压器热点温度测量和计算方法综述

电力变压器热点温度测量和计算方法综述高压电力设备热点温度在线监测系统在发电厂、变电站等含有高压电力设备的场所有广泛的应用。

本文通过分析指出了高压电力设备热点温度系统的各部分结构组成和各组件功能，详细举例说明了给系统的使用价值，并结合供电企业的实际工作现状，对高压电力设备热点温度在线监测系统的改进提出了一些建议。

标签：高压电力设备;热点温度;在线监测系统高压电力设备温度的有效监测对供电企业的安全工作有重要的现实意义。

当发电厂或者供电站中的高压电力设备经过长时间的运行后，都会出现发热严重的状况，因线路老化、设备陈旧造成的发热问题更为严重，如果不能对这些发热部分进行有效的监测，很可能会造成安全事故，如火灾、断电等。

目前，已有很多供电企业因不能对高压电力设备的温度进行实时的跟踪监测，造成不少灾难性的安全事故。

因此，高压电力设备热点温度在线监测系统是保障供电企业安全运行的重要防线。

一、电力设备热点温度监测技术现状分析目前，可用于电压设备热点温度监测的仪器种类很少，结合现在科技发展水平，供电企业中最常用的设备热点温度监测方法主要有两种：一是示温蜡片测试法，二是电力设备热点温度在线监测。

1.1示温蜡片测试示温蜡片测试是最原始的高压设备热点温度监测方法。

该方法对热点温度测量的具体原理是：在发热设备上贴有着不同熔点的示温蜡片，然后通过所贴示温蜡片的融化程度来判断发热设备的具体温度范围。

这种测量方法既不准确，又不方便，浪费大量的人力物力，目前该方法基本已经被淘汰使用。

1.2电力设备热点温度在线监测随着科学技术的进步和发展，高压电力设备热点监测系统现已被广泛应用。

高压设备温度在线监测系统的技术关键是解决高压隔离问题。

通常解决这个技术难题的办法有三种：一是空间隔离，空间隔离是利用红外光热成像技术远距离获取高压设备的温度信息，然后将获得的信息在计算机上进行热成像显示，通过这种办法实现对高压设备的热点温度在线监测。

但是，这种监测方法由于监测设备昂贵无法大面积普及应用。

变压器在线监测技术的论文

变压器在线监测技术的论文关于变压器在线监测技术的论文变压器在线监测技术的运用【摘要】为保证电力系统能够为用电客户稳定、优质的提供电能，变压器在线监测技术的运用十分重要。

本文通过分析变压器在线监测技术的原理，并针对这些原理对变压器在线监测技术的运用进行了总结和分析。

【关键词】变压器；电力系统；在线监测变压器是利用电磁感应原理来改变电力电压的装置，随着我国经济发展对能源需求的逐渐加剧，变压器作为保证电力能够安全输送到用电客户的重要设备，保证其平稳运行受到相关领域的普遍关注。

物联网时代的到来给变压器在线监测带来了很多新技术，这些技术在变压器监测领域的运用有效的保证了用电客户的用电安全，满足了我国社会和经济发展中对能源的需求。

一、变压器在线监测原理1、局部放电监测由于变压器的使用环境和设备原因，局部放电现象会给变压器的绝缘带来不同程度的影响，甚至会击穿绝缘介质从而导致设备故障甚至威胁人员安全。

变压器在运行中长期处于工作电压的作用下，随着电压等级的提高，其绝缘体受到的电场强度也不同，由于变压器各部件的绝缘层薄厚不同，因此很容易在绝缘薄弱处发生放电现象。

由于变压器是电磁感应设备，因此在变压器放电过程中会产生一定的机械脉冲，在正常情况下这种脉冲波由于能量很小是不容易被人发现的，但通过压电转换器我们能将脉冲波转换为电压信号，从而实现对变压器的局部放电监测。

2、油中溶解气体监测由于变压器在电磁感应变压过程中会产生热量，为了保证设备的安全运行我们就必须对运行中的变压器进行降温。

变压器油正是起到了变压器散热冷却的作用，不仅如此，变压器油还能起到防止电晕和电弧放电现象的产生。

变压器油是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。

当变压器出现故障时，变压器油会在热和电的双重作用下被分解，从而产生氢气、一氧化碳、甲烷和乙烯等气体，我们通过利用气象色谱技术分析变压器油中这些气体的类别和浓度变化就能够判断出变压器的潜在安全隐患，从而实现变压器在线监测和故障分析的目的。

油浸式电力变压器热点温度在线监测方法研究

油浸式电力变压器热点温度在线监测方法的研究摘要:变压器热点温度是影响绕组绝缘状态最重要的原因,热点位置也是变压器油纸绝缘老化最严重的区域之一,监测热点温度具有重要意义。

由热电类比理论,建立了顶层油温油浸式电力变压器内部温升热路模型,推导出变压器热点温度计算公式,并提出了一种油浸式电力变压器热点温度在线监测方法。

这种在线监测方法需要采集的信息量少且易于获取,计算过程简单,计算精度较高,能为变压器的运行管理提供有效的技术支持。

关键词:变压器热路模型热点温度在线监测中图分类号:tm4 文献标识码:a 文章编号:1672-3791 (2010)7(b)-0090-021 引言电力变压器是电力系统最重要和最昂贵的电气设备之一,其运行的稳定性和安全性直接关系着供电质量和电网稳定性。

油浸式电力变压器绝缘采用油纸绝缘结构型式,温度是促使绝缘老化的主要因素[1]。

热点区域是温度对绝缘状态影响最严重的区域,也是油纸绝缘老化最快的区域之一,因此监测变压器热点温度能为变压器运行管理提供有效的技术支持。

目前测量热点温度主要分为直接测量法和间接测量法。

直接测量法指在绕组中靠近导线部分埋设传感器,由温度测量仪直接测温,测量结果精确并能确定热点位置,但需要在变压器设计制造时预埋传感器,维护技术复杂,价格昂贵。

因此,工程中常采用间接测量法,主要包括数值计算法[2-4],该方法基于建立变压器内部热传递模型,根据传热学理论和边界条件求解变压器内部温度场,计算精度较高,可以获取求解区域内任一位置的温度,但计算过程复杂,对计算机性能要求较高;热模拟法[5]是将从电流互感器取得的附加电流在电热元件上所产生的附加温升,叠加到变压器顶层油温上,从而获得变压器的绕组热点温度,但目前使用的技术仍存在一定的误差。

国家标准推荐法[6]计算过程简单,但负荷变化时计算精确度需待提高;热路模型法[7-12]是基于热电类比法,把变压器内部热传递过程转化为热路模型,可以直观的反应出变压器热传递过程,并可根据热电类比原理推导出各种特征温度的计算公式,是目前研究变压器内部温升比较常用的一种方法。

油浸式变压器油温测量和控制方法研究

油浸式变压器油温测量和控制方法研究摘要：油浸式变压器在运行过程中消耗的电能主要是热量,导致绕组温度更高,负载更低,甚至绝缘电阻更低。

冷却输入消耗能量,同时改善变压器的散热效果。

我们简要分析了油浸式压器的温度变化,包括冷却损耗,比较了不同温度对其损耗的不同影响,并提出了实现油浸式变压器温度合理控制的相关策略。

进一步提高油浸式变压器的安全运行和成本效益。

关键词：油浸式变压器；温度；控制策略关于油浸式变压器油温的测量与控制，油温过热是关注重点和需要解决的主要问题。

变压器油的热点温度超出允许值，势必影响变压器的使用寿命，同时也影像到变压器的运行安全。

因此测量和控制不同状况下变压器的油温值，及时诊断和消除变压器故障，是变压器安全运行的核心。

然而变压器构成复杂，影响安全运行的因素还有很对，使得变压器油温测量的难度加大。

而以往油温的测量通常是采用间接的模拟的测量方法，但其准确性低而且不能及时反馈，因此如何准确控制油温及时反馈信息就变得非常重要。

一、结构组成变压器内部结构组成主要包括铁心、绕组、油箱。

1.铁芯:是变压器磁路的一部分,在运行过程中,必须发生磁滞损耗和涡流损失,才能产生热量。

为了减少热损失,减少体积和重量,铁芯由冷轧晶粒钢制成,磁导率小于0.35毫米。

根据线圈在核心中的位置,有两种类型的核心和外壳。

对于大容量变压器,通常将冷却油通道安装在铁芯中,以完全消除周期中绝缘油的核心损耗产生的热量,达到良好的冷却油道效果。

2.绕组。

主要部件是绕组和铁芯,由于绕组本身的阻力或接头上的接触阻力,已知根据焦耳定律产生热量。

因此,绕组不能长时间超过额定电流。

此外,短路电流在改装时会产生巨大的电磁力,从而损坏变压器。

它的主要同心和交叠式。

变压器设计的主要缺陷是匝间和对外壳之间的短路。

匝间短路主要是由于变压器绝缘的老化或,以及短路时绝缘的机械损坏造成的。

3.油箱。

油浸式变压器在用钢板焊接的油箱中中。

中小型变压器的油箱由油箱壳和盖组成，变压器的主要部件放置在箱壳中,箱盖允许将吊出器身以进行维护。

变压器油温监测系统

信号调理模块在变压器油温监测中的应用摘要：油浸式变压器中的油起着绝缘和冷却的作用，在变压器运行中起着重要的作用，本文阐述了Pt100在油温监测中的作用，并根据其现场信号的传输特点，推荐信号调理模块无源系列T1100L的信号传输方案。

关键字：油温变压器T1100L一、引言变压器是电力系统中不可或缺的组成部分之一，在电力变配电环节中发挥着重要作用；现在的变压器主要还是油浸式变压器，变压器中的油是减小变压器老化的重要成分，变压器中的油一方面起着绝缘的作用，使得变压器的铁芯、绕组、绝缘套管、分接开关、油箱之间起着相互绝缘的作用，另一方面起着冷却的作用，通过热对流循环方式保证变压器各个部分之间稳定工作；油温变高会影响变压器的老化，油质变坏，增加变压器工作异常的概率，所以需要对变压器的油温进行测量，并根据油温的变化，设置报警点和启动风机进行冷却。

我国行标DL/T572-95规定，自然循环冷却变压器的顶层油温一般不宜经常超过85℃。

油浸式变压器顶层温度限值如下表：表1.油浸式变压器顶层油温一般限值冷却方式冷却介质最高温度（℃）最高顶层油温（℃）自然循环自冷、风冷4095强迫油循环风冷4085强迫油循环水冷3070所以变压器的油温监测具有重要的意义；本文主要讨论了利用Pt100来测量变压器的油温，通过信号调理模块T1100L来实现远距离信号传输。

二、变压器监测组成构造图1.典型变压器监测单元框图（摘自网络）完整的变压器监测系统主要有以下部分组成：1.绝缘在线监控主要是通过局部放电监测（UHF测量）来完成绝缘的在线监控；2.油温在线监控主要是通过温度传感器来完成油温在线监控功能；3.油中气体、水分在线监控主要是通过气体（CH4气体探测器）传感器来完成相应的气体成分浓度在线监测；4.铁芯接地电流在线监控主要是通过电流互感器来检测铁芯接地电流的测量进而来完成其在线监控的目的；变压器的在线监控的核心是绝缘性能的测量与温度的测量；绝缘性能的破坏对于变压器来说是致命的，绝缘性能破坏会导致变压器内部线圈层间短路或者输入高压侧与输出低压侧共地，会导致整个电气系统的严重污染；变压器油温上升会导致线圈的电流能力下降，带负载能力不足；油中气体、水分的监测主要是为了分析变压器浸油的质量，铁芯接地电流主要是为了监控铁芯对地泄放电流的大小，如果电流增大，则铁芯会因为局部发热严重而导致绕组之间发生层间或者匝间短路烧毁。

油浸式变压器内部热点温度的计算分析

关键词：油浸式变压器；温度场；热点温度；热路
中图分类号：ＴＭ４１１
文献标志码：Ａ
文章编号：２０９５—６８４３（２０１６）０３—０２４３—０４
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｈｏｔ——ｓｐｏｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆ０ｒｏｉｌ—ｉｍｍｅｒｓｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
１油浸式变压器热路模型
．
１．１热路模型基本原理温度场和电场的数学表达式完全相同，根据模
拟理论，假若描述两个物理现象的微分方程几何形状和边界条件相似，则两者的解析解可以完全通用，这就是热电类比法的理论依据Ｊ。
油浸式变压器是一个结构非常复杂的大型电力设备 ¨Ｊ，它的发热量与变压器的线性尺寸立方成正比，而且散热面积和线度尺寸的平方成正比，因此在变压器重载、过载运行时，必须关注其内部产热和外部散热的平衡。变压器绕组热点温度是它在运行中内部温度的最：赶值，其热点温度分布的不确定性导致了热点位置难以准确测量，尤其在变压器运行中对其内部直接测量，既不经济，也不安全。所以，为了保证变压器的安全运行，对油浸式变压器热点温度的仿真计算有着重要的实用价值。本文根据热电类比法，并结合传热学理论建立油浸式变压器的热路模型，通过与ＩＥＥＥＳｔｄＣ５７．９１导则计算值相比较，以验证该模型的有效性和可行性。

油浸式电力变压器内部温度场及其绕组热点的数值计算研究

Telecom Power Technology运营探讨油浸式电力变压器内部温度场及其绕组热点的数值计算研究王从龙，曾祺（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东油浸式电力变压器内部的热量散失过程，并基于有限体积法计算油浸式电力变压器的温度通过变压器温度场模型分析判断油浸式电力变压器绕组热点及内部温度场分布情况，研究表明，不同环境温度下，运行工况的变化对变压器温度场产生的影响是不同的，其内部热点温度和平均温度会随着负载率与环境温度的升高而升高，但热点位置基本不会发生变化。

油浸式电力变压器；温度场；热点；负载能力Study on Numerical Calculation of Internal Temperature Field and Winding Hot Spot ofOil-Immersed Power TransformerWANG Conglong，ZENG QiGuangdong Power Grid Co.internal heat loss processimmersed power transformer 2021年1月10日第38卷第1期Telecom Power TechnologyＪａｎ．　１０，　２０２１　Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．１　王从龙，等：油浸式电力变压器内部温度场及其绕组热点的数值计算研究2 油浸式电力变压器内部温度场的有限体积法分析2.1 油浸式电力变压器结构模型鉴于油浸式电力变压器结构比较特殊，内部结构较为复杂，主要由套管、油箱、铁芯以及绕组等零件组成，如图1所示，在进行模型构建设计时需要进行简化[1]。

在此以XX集团所生产的型号为SZ11-63000/110（110/10.5 kV）的油浸自冷式变压器作为主要研究对象，其相关数据如表1所示。

图1 110 kV油浸自冷式电力变压器（ONAN）模型图表1 油浸式电力变压器结构模型数据指标取值/mm指标取值/mm铁芯直径560铁芯窗高1360上轭长度3240上轭宽度640上轭高度640油箱长度4570油箱宽度1630油箱高度27252.2 变压器内部损耗分析变压器能量的损耗多部分是由磁阻和电阻造成的，其中钢结构、绕组以及铁芯部分的损耗占据主要原因。

油浸式变压器热特性在线监测系统的设计

Ｉ ’ 上住机的在线监测系统。实现变压器温度与温升远程实时监测，成数据显示、量曲线绘制、像报警、表打ｃ为完测音报
印、故障记录以及故障分析功能。实验证明该系统能够缩短变压器设备运行的平均故障修复时间（Ｆ，长平均无 ห้องสมุดไป่ตู้ＴＲ）延
温升值，Ｋ
绕组（绝缘耐热等级Ａ６（电阻法测量的平均温升））５热
铁芯，体，构件表面０相邻绝缘材料不致损伤的温升）箱结８（５（度计测量的温升；与大气直接接触）５温油
ＡｂｔａｔＴｅａｈｒｃｅｓｉｓｏｅｏｅｉｏｔｎａｅｏａｌｄｔｃｉｎａｄｒｎｉｇｏｉｉｓｒｃ：ｈｒｌｃａａｔｒｔｉｎｆｔｍｐｒｔｂｓｓｆｒｆｕｔｅｅｔｎｕｎｎｆｏｌｍｍｅｓｄｔａｓｏｍｅ．Ｉ ’ ｍｉｃｈａｏｒｅｒｎｆｒｒｔＳｍｅｎｎｆｌｏｄｔｃａｎｒｌｐｒｔｎｔｌｙｏｌｅｍｏｉｒｇｓｓｍｆｔｍｐｒｔｒｎｅｅａｕｅｒｅｏｒｎｆｒｒａｉｇｕｅｅｔｂｏｍａｅａｉｉｙｂｎｉｎｔｉｙｔｏｅｅａｕｅａｄｔｍｐｒｔｒｓｆｔａｓｏｍｅ．ｔｏｏｍｅｎｏｎｅｉＦｅｓｓｅａｅｉＤＳ２ｈｙｔｍｂｓｄＯｌ１Ｂ０，ｕｅ８ｓｓＭＣＵａｌｖｏｕｅ，ａｄｈｇｅｆｒｎｅＰｓｈｓｃｍｐｔｒｔｃｉｖｓｔｎｔｒｓｓａｅｃｍｐｔｒｎｉｈｐｒｏｍａｃＣａｏｔｏｕｅ．Ｉａｈｅｅｍｏｉｏｏｔｅｔｍｐｒｔｒｎｅｅａｕｅｒｅｉｅｌｉ，ａｄｃｍｐｅｅａａｄｓｌｙｎ，ｃｒｅｄａｉｇｌａｍｉｇ，ｒｐｒｐｎｉｇａｌｈｅｅａｕｅａｄｔｍｐｒｔｒｓｎｒａｍｅｎｏｌｔｓｄｔｉｐａｉｇｕｖｒｗｎ，ａｒｎｉｔｅｏｔｒｔ，ｆｕｔｉｎｒｃｒｉｇａｄａａｙｉ．ＴｅｒｓｌｈｗｔａｈｙｔｍａｈｒｎＭＴｒａｄｐｏｏｇＭＴＦ．ｅｏｄｎｎｎｌｓｓｈｅｕｔｓｏｈｔｅｓｓｅｃｎｓｏｔｓｔｅＲｎｒｌｎＢＫｅｒｓｏｌｍｍｅｓｄｔａｓｒｒｈｒｌｈｒｃｅｓｃｙＷＯｄ：ｉｉｒｅｒｎｆｍｅ；ｔｅｍａａａｔｒｔ；Ｄ１Ｂ０；ＭＣＵ；ＧＰＳｏｃｉｉＳ８２Ｒ

绝缘油变压器在线监测技术方案

绝缘油变压器在线监测技术方案一、项目背景想象一下，在广阔的工业领域，变压器作为电力系统的核心设备，其运行状态直接关系到整个系统的安全稳定。

而绝缘油作为变压器内部的重要组成部分，其性能优劣直接影响到变压器的使用寿命和运行效率。

传统的检测方法往往需要停机检查，既耗时又耗力。

于是，我们提出了这个在线监测技术方案，旨在实时掌握绝缘油的状态，确保变压器的正常运行。

二、技术原理我们要明白，绝缘油变压器在线监测技术是基于先进的传感器和数据处理技术实现的。

传感器负责实时采集变压器内部的温度、湿度、压力等参数，并通过无线传输将这些数据传输到监测系统。

监测系统通过分析这些数据，可以判断绝缘油的状态，从而实现对变压器的实时监测。

三、方案设计1.传感器布置：在变压器内部关键位置安装温度、湿度、压力等传感器，确保数据的准确性和全面性。

2.数据传输：采用无线传输技术，将传感器采集的数据实时传输到监测系统，减少布线的麻烦。

3.监测系统：设计一套强大的监测系统，对采集到的数据进行实时分析，判断绝缘油的状态，并提供预警信息。

4.数据存储与查询：将监测数据存储在云端数据库，方便用户随时查询历史数据，进行趋势分析。

四、实施方案1.项目启动：成立项目组，明确各成员职责，制定项目进度计划。

2.传感器安装：根据设计方案，在变压器内部安装传感器，并确保其正常运行。

3.系统调试：对监测系统进行调试，确保数据的准确性和稳定性。

4.培训与交付：对用户进行系统操作培训，确保用户能够熟练使用监测系统。

5.运维与维护：定期对系统进行运维和维护，确保其长期稳定运行。

五、预期效果1.实时掌握变压器内部绝缘油的状态，提高运行安全性。

2.减少停机检查的次数，提高运行效率。

3.降低运维成本，提高经济效益。

4.为用户提供便捷的数据查询和分析功能，帮助用户更好地了解设备运行情况。

这个绝缘油变压器在线监测技术方案，是我多年写作经验的一次结晶。

从项目背景到实施方案，再到预期效果，每一个环节都经过精心设计。

变压器绕组热点温度检测研究现状综述

变压器绕组热点温度检测研究现状综述张卫庆1王成亮1徐洪1高爱民1于国强1殳建军1李燕2（1.江苏方天电力技术有限公司，江苏南京211102；2.南京理工大学化工学院，江苏南京210094）摘要：随着输变电工业的迅速发展，变压器绕组温升引起的变压器质量问题显得尤为突出。

对变压器绕组温度的监测和热点温升的及时诊断，能有效杜绝变压器故障的发生，保障电能的正常稳定输送。

现从变压器绕组温度场的检测技术、温度场和热点温升的数值模拟以及变压器冷却方式等方面，综述了近年来变压器绕组温度诊断领域的重要研究成果和发展现状。

关键词：变压器；绕组；温度；热点；数值模拟0引言近年来，我国电力工业迅速发展，作为电能输送的重要设备之一，变压器的安全性已经成为一个重要课题。

由于大容量高电压变压器供电范围大，其运行状况对电网供电的稳定性至关重要。

变压器故障对输变电系统造成的影响极大[1-3]，其中，绕组温度异常引起的变压器故障非常普遍，直接影响到工农业生产和人民生活用电的正常供应，很大程度上制约了国民经济的发展[4-5]。

大部分变压器寿命的终结是因为其丧失了应有的绝缘能力，而影响绝缘能力的最主要因素是变压器运行时的绕组温度，如果变压器运行时的绕组最热点温度过低，变压器的能力就得不到充分利用，经济效益降低；而热点温度过高，不仅会影响变压器的使用寿命，还将对变压器的安全运行造成极大的威胁。

因此，监测变压器绕组及其温升对保障变压器正常工作和使用寿命至关重要[6-7]。

1变压器温升试验研究为了改善变压器运行时存在的各种问题，针对变压器绕组温升会对变压器产生的影响，国内外的许多专家和工程研究者们利用变压器温度热点的获取及测量方法，设计了研究变压器温度场的实验装置，并进行了大量的实验探索与研究，形成了以热电偶法、绕组法、电阻法和光纤测温法等为主的变压器温升测量方法[8-10]。

王恩龙[11-12]搭建了分布式光纤光栅温度传感系统，通过采集变压器不同部位的温升数据并进行比较与分析，采用外推法计算得出变压器绕组的平均温升与热点温升之间的关系。

一种油浸式变压器热点温度监测方法[发明专利]

专利名称：一种油浸式变压器热点温度监测方法专利类型：发明专利
发明人：王路伽,周利军,唐浩龙,王健,郭蕾
申请号：CN201810591819.8
申请日：20180611
公开号：CN108896209A
公开日：
20181127
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种油浸式变压器热点温度监测方法，包括确定修正后的绕组指数、实时监测环境温度和绕组实际负载电流、实时监测油浸式变压器修正绕组指数后的热点温度等步骤。

本发明的有益效果在于，借助基于动量守恒及能量守恒的绕组区域热模型、双对数线性回归模型对反映负载率与绕组温升关系的绕组指数进行解析计算，得到其多倍负荷下的绕组指数修正值，并将其引入“两段式”温升模型进行热点温度的计算。

相比于标准所推荐的参考值，该方法提升了多倍负荷下热点温度的计算精度。

申请人：西南交通大学
地址：611756 四川省成都市高新区西部园区西南交通大学科学技术发展研究院
国籍：CN
代理机构：成都盈信专利代理事务所(普通合伙)
代理人：崔建中
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变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果

变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果【摘要】变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，在变压器故障和诊断中单靠电气试验方法往往很难发现某些特殊局部部位的故障和发热隐患，色谱分析已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。

本文论述了变压器故障诊断及色谱分析诊断的原理，阐述了MGA2000—6系统的工作原理和技术特点及应用情况。

【关键词】在线监测变压器绝缘油色谱分析1引言在现代电气设备的运行和维护中，变压器是电力系统的主要设备之一，因结构复杂，影响安全运行的因素较多。

变压器在线监测系统通过油色谱分析、微水分析、温度的热效应等综合信息来分析判断变压器的绝缘状况，较好地解决了这些问题。

与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器采集运行中设备的劣化信息，信息量的处理和识别依靠有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，还可以引进一些新的能更真实反应设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡。

2变压器故障诊断变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，对检测结果进行综合分析和评判，根据DL/T596—2005《电力设备预防性试验规程》规定的试验项目，各种介质损耗因数的测量作为作为设备状态诊断和检测项目的关键具有重要意义。

目前，电力系统中采用了大量的充油电气设备，采用电气试验的方法对电气设备的绝缘情况进行检测是一个有效的方法。

由于有一些设备的早期潜伏或局部故障，如变压器铁心多点接地，变压器内部线圈轻微匝间短路和比较轻微的放电等故障，受试验条件所限，采用电气试验的方法常常检测不出来，但是，如果采用色谱分析方法，对这些设备的绝缘油中溶解的气体进行检测分析，就可以检测出设备故障的所在。

色谱分析已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。

色谱分析检测技术能在设备不断电的环境中进行，受外界其它电气环境影响很小，可以定期临测设备的运行状态，保证设备安全运行，还可以连续跟踪有疑问和有故障的设备，并且能分析故障的进一步发展情况。

油浸式变压器绕组热点预测及光纤测温

油浸式变压器绕组热点预测及光纤测温
变压器绕组最热点温度是变压器安全、经济运行和使用寿命的主要决定因素。

因为绕组最热点绝缘结构因过热而导致的老化有可能发展成为整个变压器的损坏。

所以变压器制造厂家和运行部门都急切需要监测变压器热点温度，为此IEEE标准C57.12.00-2000要求能够确定热点的温度和位置。

准确的监测热点温度的最直接和准确的办法是直接测量热点温度。

直接测量热点温度需要首先通过计算的方法预测出热点的位置，也就是需要准确的计算出整个绕组的温度场分布。

本文研究的重点是在原有的温度场计算软件的基础上进一步的完善计算模型，得出更准确的温度场分布，从而准确的预测热点的位置，在此基础上形成一整套的光纤测温工艺流程。

原有的变压器温度场计算软件在处理涡流损耗值时，均是采用近似的方法，这种处理方法可能导致最后计算出来的温度场与实际有一定的误差。

本文中提出一种准确计算涡流损耗的解析算法，得到准确的绕组涡流损耗分布。

此外，本文还进一步的研究了绕组内部导热模型和边界流体水力模型，通过耦合这两个模型进一步提高计算精度。

从而准确的计算绕组温度场，预测绕组的热点位置。

在准确预测热点的基础上，本文提出带光纤测温温升试验流程，形成一整套成熟的光纤温升试验方案。

试验得到的平均温升值及热点温度值和通过温度场计算软件计算得到的预报结果吻合良好，这表明预报热点的温度场计算软件的可靠性；同时也间接证明了本次试验确定的热点位置的误差在工程允许范围之内。

所以在温升试验时使用光纤探头测量绕组最热点温度是可行的。

所获得的经
验对今后采用光纤测温探头进行在线监测绕组热点温度具有参考价值。

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这种在线监测方法需要采集的信息量少且易于获取,计算过程简单,计算精度较高,能为变压器的运行管理提供有效的技术支持。

关键词:变压器热路模型热点温度在线监测
1 引言
电力变压器是电力系统最重要和最昂贵的电气设备之一,其运行的稳定性和安全性直接关系着供电质量和电网稳定性。

油浸式电力变压器绝缘采用油纸绝缘结构型式,温度是促使绝缘老化的主要因素[1]。

热点区域是温度对绝缘状态影响最严重的区域,也是油纸绝缘老化最快的区域之一,因此监测变压器热点温度能为变压器运行管理提供有效的技术支持。

目前测量热点温度主要分为直接测量法和间接测量法。

因此,工程中常采用间接测量法,主要包括数
值计算法[2-4],该方法基于建立变压器内部热传递模型,根据传热学理论和边界条件求解变压器内部温度场,计算精度较高,可以获取求解区域内任一位置的温度,但计算过程复杂,对计算机性能要求较高;热模拟法[5]是将从电流互感器取得的附加电流在电热元件上所产生的附加温升,叠加到变压器顶层油温上,从而获得变压器的绕组热点温度,但目前使用的技术仍存在一定的误差。

本文根据热路模型法,提出了一种基于顶层油温的油浸式电力变压器热点温度在线监测方法,利用实时采集的变压器顶层油温度和负荷电流数据计算变压器热点温度,实现变压器热点温度在线监测的目的。

该方法需要采集的数据量少其易于采集,计算过程简单,计算精确度较高,能满足变压器运行管理的需要。

2 变压器内部温升热路模型
2.1 变压器内部热传递过程
在变压器运行时,铁心、绕组和金属结构件产生的损耗转化为热量发散到周围介质中去,引起变压器温度升高。

随着绕组及铁心温度
的升高,与周围的变压器油产生一定的温度差,将一部分热量传给变压器油,使油的温度升高。

变压器油通过散热器将热量传递给外部冷却介质(空气),如图1所示。

如果负荷和环境温度保持不变,经过一段时间后,绕组、铁心和油的温度上升达到平衡状态,各部位温度达到稳定,即热平衡状态。

但实际上,负荷和环境温度处于长期变化的过程中,必将引起变压器内部温度的变化。

2.2 热电类比法原理
热路和电路具有相同的微分方程形式以及相似的几何形状和边界条件,因此可以根据电路的物理量形式来描述热路,其对照关系如表1所示。

根据U=IR可得θ=qRth,根据I=CdU/dt可得q=Cthdθ/dt。

基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律同样类比适用于热路。

在任何时刻,对任一闭合回路
这样,只需要实时采集负荷电流I和顶层油温度θTO,通过求解式即可得到变压器绕组热点温度,而I、θTO都比较易于采集。

3 在线监测系统的设计
油浸式电力变压器热点温度在线监测系统分为3层,第一层为数据采集层,第二层为数据处理层,第三层为IE用户层。

3.1 数据采集层
数据采集层包括变压器顶层油温度采集模块、负荷电流采集模块,进行顶层油温度、负荷电流的传感、采集、预处理(转化为数字信号)和对上层通信的任务。

顶层油温度θTO通过多个Pt100铂电阻传感器进行采集。

Pt100铂电阻传感器安装在变压器顶部温度计座处,为了消除引线电阻,提高
采集的精确度,接线方式采用三线制接线法。

负荷电流采集模块安装在变电站控制室监控屏内,作用是采集变压器低压侧A、B、C三相电流信号。

考虑到电力系统三相不平衡度较小,A、B、C三相电流有效值的平均值即为式中的I。

3.2 数据处理层
数据处理层包括前置通信单元和数据服务器两个部分。

前置通信单元用于接收并处理来自数据采集层上传的数据,并将信息上传到数据服务器;数据服务器由数据处理单元与通信接口两部分组成。

数据处理单元将原始数据进行储存,并且对数据进行在线分析计算,供WEB服务器查询;通信接口负责数据服务器与WEB服务器、数据服务器与前置通信单元间的通信任务,确保每个交互命令能够正确完成。

3.3 IE用户层
IE用户层由WEB服务器和IE用户客户端组成。

WEB服务器将IE客户端程序的请求进行解释后转发给数据服务器,并将结果返回给IE客户端程序,显示给终端用户,达到远程监控的目的。

所有用户功能皆可通过IE客户端程序实现,实现的功能包括:
(1)数据管理功能。

系统数据库采用微软公司MSDE数据库,存储数据服务器上传的监测时间、设备信息、监测结果等信息,并可根据
用户需求进行各个监测数据量的查询。

(2)报警设置功能。

用户可以根据设备管理和运行的需要设置多级越限报警。

(3)报表输出功能。

系统配置打印机,支持实时数据打印和报表打印,可以根据用户设置,对监测数据进行不同类型的输出,如Excel表格、图片等,便于对监测数据进行直观分析。

4 实例计算
某110kV/38.5kV、50MV A油浸自冷式式电力变压器,低压侧额定电流IR=750A,额定情况下绕组热点温度和顶层油温度的差值△θH.R=25℃、绕组热时间常数τW=5min。

5 结束语
通过分析变压器内部热传递过程和热电类比法原理,建立油浸式电力变压器内部温升模型,推导了基于顶层油温度的热点温度计算模型。

根据所建立的热点温度计算模型,提出了一种基于顶层油温的变压器内部温度在线监测方法,并进行了实例分析,与IEC推荐的变压器内部温升计算模型的仿真结果基本一致。

参考文献
[1]路长柏.电力变压器绝缘技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.10.
[2]傅晨钊,汲胜昌,王世山,李彦明.变压器绕组温度场的二维数值计算[J].高电压技术,2002,28(25):10～12.。