基于绕组首饼温度及温度梯度的变压器热点模型

作     者：范晓舟 刘云鹏 律方成 李欢 徐永超 闫泽玉 FAN Xiaozhou;LIU Yunpeng;LYU Fangcheng;LI Huan;XU Yongchao;YAN Zeyu

作者机构：河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学)河北省保定市071003 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京市西城区100045 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：361-369,I0030页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网有限公司科技项目(5206002000D6) 

主　　题：变压器 热点温度 温度梯度 温升试验 分布式光纤传感 

摘      要：变压器热点温度是衡量变压器负载潜力及运行安全性的重要指标,是变压器状态监测以及预测的重点。绕组底部首饼直接与散热片回流的冷油接触,周围油温与冷油近似相等,可以较为准确地分析其散热。该文从变压器传热原理出发,提出一种新的热点温度计算模型。首先,基于理论推导建立绕组首饼温度的控制方程,并使用热电类比方法建立可用于实际运行的绕组首饼局部热路模型。通过对一台内置传感光纤的110 kV油浸式变压器进行11级不同负载共21 h温升试验,获得不同负载率下绕组温度变化情况,并提出基于绕组首饼温度及绕组温度梯度的热点温度模型。基于局部热路模型,使用负载率及散热片进出口油温作为输入变量,成功预测绕组首饼温度。随后,建立绕组整体温度梯度的指数、差分方程模型,并基于提出的热点计算模型对连续变负载试验的结果进行预测。结果表明,模型预测均方根误差为4.02 K,相较传统模型,最大误差降低21%,验证所提计算模型的有效性。