油浸式變壓器熱點(diǎn)溫度及動態(tài)增容系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全社會對電能的需求也在不斷提高，已有電網(wǎng)存在著輸變電能力不足的問題，為此國家對電網(wǎng)進(jìn)行了很多規(guī)劃建設(shè)。變壓器作為電網(wǎng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，利用其客觀存在的隱性容量進(jìn)行動態(tài)增容，成為緩解電力需求最優(yōu)選的方式。增容運(yùn)行會導(dǎo)致變壓器繞組損耗增加，內(nèi)部溫度升高，進(jìn)而影響變壓器的絕緣壽命，所以對變壓器進(jìn)行動態(tài)增容，又離不開對變壓器熱點(diǎn)溫度的研究。
　　為了實現(xiàn)變壓器的動態(tài)增容，本文針對所需解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行了一系列研究，主

2、要內(nèi)容有:針對油浸式變壓器的熱特性進(jìn)行分析，研究變壓器熱點(diǎn)溫度的預(yù)測方法，提出變壓器動態(tài)增容決策方案，最終開發(fā)了基于熱點(diǎn)溫度的變壓器動態(tài)增容系統(tǒng)。
　　探究變壓器的熱特性對研究其熱點(diǎn)溫度具有重要意義。在了解油浸式變壓器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對變壓器內(nèi)部熱量傳遞過程以及繞組、鐵心和絕緣油的溫升特性進(jìn)行了分析，得到了升溫和冷卻時的溫度變化趨勢，明確了熱點(diǎn)溫度的分布區(qū)域。利用有限元軟件建立了油浸式變壓器的三維仿真模型，進(jìn)行磁流熱耦合場仿真分析，

3、將電磁分析的結(jié)果作為溫度計算時的預(yù)加載荷，代入熱場分析模型中，最終得到變壓器的內(nèi)部溫度場分布，仿真結(jié)果驗證了對變壓器熱特性的研究結(jié)論，同時對熱點(diǎn)溫度的具體分布部位有了更深入的了解，為實際測量變壓器熱點(diǎn)溫度時光纖傳感器的安放位置選擇提供了依據(jù)。
　　在著重研究了變壓器內(nèi)部溫度分布規(guī)律和熱點(diǎn)溫度分布位置的基礎(chǔ)上，為了得到準(zhǔn)確的變壓器熱點(diǎn)溫度，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行預(yù)測，以實際變壓器的測溫數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)樣本，對網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計

4、過程、訓(xùn)練樣本處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)算法等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，對輸出層采用輸出降維法進(jìn)行處理并利用Levenberg-Marquardt算法改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度，最終建立了改進(jìn)的三層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。以多臺變壓器的溫升和運(yùn)行數(shù)據(jù)為樣本，樣本分為訓(xùn)練集和驗證集兩部分，訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)并驗證其預(yù)測準(zhǔn)確性，將利用改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和IEEE Std C57導(dǎo)則算法得到的熱點(diǎn)溫度與實際測量值對比，驗證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)測熱點(diǎn)溫度的準(zhǔn)確性。

5、
　　以國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的變壓器允許最大熱點(diǎn)溫度為限值，同時考慮變壓器壽命損失，研究變壓器在短期急救負(fù)荷和長期急救負(fù)荷狀態(tài)下的最大安全運(yùn)行問題，結(jié)合對熱點(diǎn)溫度預(yù)測的研究，本文開發(fā)了變壓器動態(tài)增容系統(tǒng)，該系統(tǒng)在利用實時運(yùn)行和測量參數(shù)預(yù)測熱點(diǎn)溫度后，可以根據(jù)負(fù)荷類型，實時給出變壓器的最大安全運(yùn)行時間或最大運(yùn)行安全系數(shù)，為調(diào)度部門進(jìn)行負(fù)荷調(diào)配提供依據(jù)。詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的實現(xiàn)流程和技術(shù)功能特點(diǎn)，分析了動態(tài)增容帶來的效益，證明了該系統(tǒng)可以為變壓