变压器温度控制与经济运行综合措施的研究

论文摘要

随着经济发展,特别是在当今世界能源日益紧张的情况下,节能问题越来越为人们所关注。依据我国目前的电气设备状况和电力生产形势,实现变压器的经济运行和节电,是供电部门及重要用户节能降损、解决能源问题的有效手段之一,能够产生巨大的经济效益和良好的社会效益。电力变压器作为电力系统中广泛应用的电气设备,在联络电网、电力输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用。变压器运行过程中损耗的能量占电网损耗中的很大一部分。变压器损耗的能量大多以热量的形式表现出来,若散热不及时,会引起变压器绕组温度升高,使得变压器绝缘能力下降,造成变压器使用寿命缩短和变压器故障,影响电网的正常运行。考虑到绕组直流电阻跟温度成正比关系,温度升高,直流电阻增大,变压器负载损耗增加。虽然冷却装置的投入能增强散热,降低变压器绕组温度,但变压器冷却装置的投入运行本身也消耗能量。为实现变压器温度系统的节能控制,保证温度不超限并把温度控制装置消耗能量计算在内,从而实现变压器整体经济运行,为此本文主要做了以下工作：1.分析电阻率与温度以及绕组直流电阻与温度的变化规律,并对不同温度下的变压器铜耗进行推导,讨论变压器冷却投入的经济性。2.结合变压器的实际情况,分析油浸式电力变压器顶层油温与变压器绕组以及热点和顶层油温与绕组平均温度之间关系,推导变压器冷却装置经济投切的温度差值。3.根据变压器温度控制与冷却经济运策略,结合可编程逻辑控制器控制技术,设计实现变压器温度控制与经济运行的装置,并在淄博供电公司李家变电站投入运行,结果表明实现变压器降损节能的目的。本文设计的变压器温度控制系统运行可靠、控制准确,满足现今电力变压器风冷系统智能化控制的要求,对变压器安全,可靠运行有重要意义和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 变压器温度控制与其经济运行的背景和意义
• 1.2 当前的研究现状
• 1.2.1 变压器热点温度
• 1.2.2 变压器经济运行
• 1.2.3 变压器温度控制系统
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 变压器散热与经济冷却
• 2.1 变压器的散热过程
• 2.1.1 能量传递方式
• 2.1.2 变压器的热量传递过程
• 2.1.3 变压器温度分布
• 2.2 变压器的冷却方式
• 2.3 变压器的损耗
• 2.3.1 变压器的损耗构成
• 2.3.2 变压器经济运行
• 2.4 变压器绕组直流电阻与温度的关系
• 2.4.1 电阻率
• 2.4.2 电阻率与温度的关系
• 2.4.3 电阻与温度的关系
• 2.4.4 变压器绕组直流电阻的测量
• 2.5 变压器绕组有功功率的变化
• 2.6 变压器冷却投入的经济性
• 2.7 本章小结
• 第三章 变压器内部温度与冷却控制策略
• 3.1 油浸式电力变压器的散热计算
• 3.2 变压器绕组平均温度与热点温度的关系
• 3.3 顶层油温与绕组热点温升的关系
• 3.4 基于顶层油温的变压器热模型
• 3.4.1 基于顶层油温的变压器热电模型
• 3.4.2 变压器热模型忽略绕组受温度影响的误差分析
• 3.5 实现变压器冷却经济运行的控制策略
• 3.5.1 变压器冷却装置的差值
• 3.5.2 变压器冷却装置的温度控制策略
• 3.6 本章小结
• 第四章 变压器温度控制与经济运行设计与实现
• 4.1 变压器温度控制系统设计思路
• 4.1.1 变压器冷却系统的设计依据
• 4.1.2 变压器温度控制系统设计思路
• 4.2 变压器温度控制与经济运行综合措施装置硬件设计
• 4.2.1 变压器温度控制系统设计
• 4.2.2 变压器温度控制系统主要控制量
• 4.3 变压器温度控制与经济运行综合措施装置的主要控制回路
• 4.3.1 备用电源的投切
• 4.3.2 系统冷却装置的保护回路
• 4.3.3 温湿度的控制回路
• 4.4 变压器温度控制与经济运行综合措施装置的软件设计
• 4.4.1 温度控制系统的主程序设计
• 4.4.2 温度控制系统的子程序设计
• 4.5 实验变压器技术参数计算
• 4.5.1 变压器参数
• 4.5.2 冷却装置数量和功率
• 4.6 变压器温度控制与经济运行综合措施装置的实验与分析
• 4.6.1 实验数据
• 4.6.2 实验数据分析
• 4.6.3 变压器冷却经济投切
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 附录