摘要－迄今為止，用于變壓器中的絕緣材料仍以油紙絕緣材料為主，而其絕緣材料的使用壽命取決于其承受的熱負(fù)

荷。我們對(duì)絕緣材料的使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)而開(kāi)發(fā)了一套完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能測(cè)量變壓器的電流、電壓、重點(diǎn)區(qū)域的

溫度、有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的位置、所有冷卻器的風(fēng)扇和油泵的工況。氣體探頭和微水探頭的信號(hào)輸出并據(jù)此信號(hào)估算油中氣體

和微水的含量。

本文描述了該系統(tǒng)的硬件設(shè)置和監(jiān)測(cè)原理，同時(shí)為了提高繞組中溫度分布的精確度而設(shè)計(jì)了一個(gè)熱力學(xué)模型。根據(jù)繞組的熱力學(xué)模型和在線監(jiān)測(cè)的結(jié)果即可決定變壓器在何時(shí)可以過(guò)載且安全運(yùn)行。 

主題詞：電力變壓器，過(guò)熱點(diǎn)，工況監(jiān)測(cè)，過(guò)載容量  

I. 介紹

電網(wǎng)中變壓器的實(shí)際運(yùn)行工況是影響供電穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。如果我們給變壓器裝上一套在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)變壓器的工況進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，既能保證變壓器的“健康”工作（即使過(guò)載期間也如此），同時(shí)也能指出變壓器運(yùn)行的老化趨勢(shì)并提供早期的預(yù)警信息，從而及時(shí)對(duì)一些緩慢發(fā)展的事故進(jìn)行修復(fù)以免導(dǎo)致變壓器的損壞。  

變壓器是電力系統(tǒng)中單臺(tái)價(jià)值最高的設(shè)備。一些附屬設(shè)備的小故障都可能導(dǎo)致整臺(tái)變壓器的損壞。例如若冷卻器的控制單元中的參數(shù)選配不當(dāng)，就有可能導(dǎo)致變壓器的效率降低，或加快油紙絕緣的老化。我們提供的與熱力學(xué)模型及冷卻單元相連的熱分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可指導(dǎo)變壓器在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候過(guò)載運(yùn)行，并計(jì)算出最大允許過(guò)載容量，從而明顯地降低實(shí)際運(yùn)行中變壓器過(guò)載運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。 

一臺(tái)變壓器通常由下列幾個(gè)獨(dú)立部件組成，他們是作變壓的繞組、作導(dǎo)磁用的鐵芯。還有一些設(shè)備如套管、調(diào)壓開(kāi)關(guān)、冷卻器等。   

統(tǒng)計(jì)得出每一個(gè)部件引起變壓器故障的可能性是個(gè)變量。因此監(jiān)測(cè)有價(jià)值和容易出故障的部件是非常有效的。而繞組在變壓器中是最有價(jià)值的部件，因此該系統(tǒng)應(yīng)能測(cè)量出變壓器繞組內(nèi)部的數(shù)據(jù)，以便我們分析和了解繞組內(nèi)部的狀態(tài)，從而延長(zhǎng)變壓器的運(yùn)行壽命，并增加運(yùn)行的可靠性。  

II. 變壓器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1997年，我們首先在兩臺(tái)變壓器上安裝了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分考慮了1997年之前的監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)[1]，并在隨后三年多的運(yùn)行中，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不斷地加以改造和完善，使之成為今天的一種全新概念上的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。  

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元是以由西門(mén)子開(kāi)發(fā)的可編程控制器（SIMATIC）為基礎(chǔ)的。 

對(duì)冷卻系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)通常是通過(guò)測(cè)量其冷卻器在出入口處油和空氣等介質(zhì)的溫度而完成。通過(guò)對(duì)這些測(cè)量值進(jìn)行估算，就能發(fā)現(xiàn)冷卻器表面或空氣入口處的濾網(wǎng)上是否有污物。同樣的原理也能發(fā)現(xiàn)油泵的風(fēng)扇故障。另外我們還測(cè)量高壓套管上電流、電壓值和調(diào)壓開(kāi)關(guān)分接點(diǎn)的實(shí)際位置。通過(guò)這些參數(shù)我們很容易確定變壓器的實(shí)際負(fù)荷。通過(guò)計(jì)算氣體傳感器的輸出信號(hào)就能確定絕緣材料的工況，同時(shí)所有油泵和風(fēng)扇的工作狀態(tài)也能通過(guò)開(kāi)關(guān)量形成的數(shù)字信號(hào)得到。 

為了避免計(jì)算機(jī)過(guò)分接近電力變壓器而受到電磁干擾，通常我們把數(shù)據(jù)采集裝置安裝在變壓器的控制箱中，而將計(jì)算機(jī)放入主控室內(nèi)對(duì)所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，兩者之間用光纖連接。光纖的長(zhǎng)度可達(dá)幾百米，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集裝置與計(jì)算機(jī)之間電的隔離。用此方式即使變壓器移走也無(wú)需拆卸數(shù)據(jù)采集單元，而計(jì)算機(jī)硬件更換也更加容易，因?yàn)橛?jì)算機(jī)內(nèi)沒(méi)有任何附加設(shè)備。 

圖1 變壓器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖 

用廣泛用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的器件來(lái)組裝該系統(tǒng)比用特殊的變壓器監(jiān)測(cè)用的硬件有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.這些元件按工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，在世界各地隨處可見(jiàn)，因此很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)備件很容易獲得。

2.自動(dòng)化系統(tǒng)本身在不斷地發(fā)展，隨著元器件功能的改善，將來(lái)可制造更好的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。例如只要增加一個(gè)模塊，原監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能就能得到擴(kuò)展，而且一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可同時(shí)監(jiān)測(cè)多臺(tái)變壓器（像變壓器組）。 

該系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算分為兩步。若數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的中心單元從所采集的數(shù)據(jù)中裝置鑒別出極限值，即一個(gè)采集的數(shù)據(jù)超出定義極限值，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的中心單元將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)則通過(guò)設(shè)定的數(shù)據(jù)通道向更高一級(jí)的計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)。所有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)都不斷傳輸給變電站計(jì)算中心作進(jìn)一步計(jì)算，并構(gòu)成一個(gè)時(shí)間與實(shí)測(cè)值的平面坐標(biāo)系統(tǒng)。而坐標(biāo)系統(tǒng)的時(shí)間則以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)入設(shè)定的數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)間為準(zhǔn)。因此對(duì)程序而言，最重要的一點(diǎn)是能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。  

另一個(gè)監(jiān)測(cè)功能則由繞組熱力學(xué)模型構(gòu)成。根據(jù)IEC354標(biāo)準(zhǔn)，該模型決定了繞組中導(dǎo)體溫度的分布。該溫度分布取決于環(huán)境溫度、負(fù)荷情況及進(jìn)入繞組的油溫等。假如我們作一次過(guò)載仿真，對(duì)上述參數(shù)的數(shù)值可以取實(shí)測(cè)值，也可以取虛擬值。將取值輸入熱力學(xué)模型中進(jìn)行計(jì)算，我們就得到象過(guò)熱點(diǎn)溫度和中間導(dǎo)體的溫度等參數(shù)。在存儲(chǔ)如此大量的數(shù)據(jù)時(shí)，有必要不時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)做一備份，該備份可通過(guò)一個(gè)與維護(hù)系統(tǒng)相連的調(diào)制解調(diào)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。若不用調(diào)制解調(diào)器，將數(shù)據(jù)線直接與變電站控制系統(tǒng)相連也很方便。變電站控制系統(tǒng)得到變壓器實(shí)際工況的信息對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行是大有卑益的。    

III. 新型熱力學(xué)模型的發(fā)展

在估算油紙絕緣材料的老化程度時(shí)，一個(gè)非常重要的基本要求是對(duì)線圈內(nèi)部導(dǎo)體溫度的準(zhǔn)確把握。我們?yōu)橐粡?qiáng)油導(dǎo)向的變壓器繞組設(shè)計(jì)的熱力學(xué)模型在一臺(tái) 110kV300MVA的變壓器上得到驗(yàn)證。為了得到最高的精確度，還要考慮很多的入口參數(shù)。  

在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中直接測(cè)量導(dǎo)體溫度是很困難、也是很昂貴的。因此有必要用簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)確定導(dǎo)體溫度值。即通過(guò)測(cè)量油和空氣溫度，變壓器負(fù)荷和每一個(gè)冷卻器的狀態(tài)等的測(cè)量值來(lái)確定導(dǎo)體溫度。 

標(biāo)準(zhǔn)的算法（如IEC354[2]）是針對(duì)大范圍內(nèi)不同幾何形狀和不同技術(shù)的變壓器都有效的算法。達(dá)此目的的唯一途徑是將算法最簡(jiǎn)化。而簡(jiǎn)化的算法就不可避免地忽略掉許多重要的因素。例如，沿線繞組軸向?qū)w電阻的增加對(duì)溫度的影響，用一個(gè)系數(shù)來(lái)考慮導(dǎo)體內(nèi)渦流產(chǎn)生的附加損耗，從繞組底部到頂部的線圈溫升與油溫的升高方式一樣，導(dǎo)體和油之間的溫差保持不變等。  

不同的熱力學(xué)模型指出要想使模型的精確度有所提高，則決定該算法所需的參數(shù)的數(shù)量和計(jì)算所需時(shí)間會(huì)急劇增加。一個(gè)精確的模型通常只對(duì)特定的幾何形狀的繞組和冷卻方式有效，因此首先要定義你想達(dá)到的精度和所能利用的資源。  

A.     固體絕緣系統(tǒng)的熱力線網(wǎng)絡(luò) 

繞組內(nèi)部的固體絕緣系統(tǒng)可用一個(gè)熱力線網(wǎng)絡(luò)來(lái)描述。其分析方法與電網(wǎng)的分析方法類(lèi)似。熱源表示導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的損耗，與電網(wǎng)中的電流源類(lèi)似。熱阻與電阻類(lèi)似，在計(jì)算熱阻時(shí)不僅要考慮相鄰導(dǎo)體間熱阻，也要考慮導(dǎo)體對(duì)周?chē)土鞯淖枇?，同時(shí)還要考慮不同材料對(duì)熱阻的影響。通常情況下這些材料為： 

·         油浸紙

·         漆包線涂層

·         油浸壓板

·         盤(pán)式線圈表面的熱交換系數(shù)(取決于特定的油)  

固體材料的熱阻是眾所周知的。而困難的是決定盤(pán)式線圈表面的熱交換系數(shù)。這一基本參數(shù)取決于難以琢磨的因素的影響：

冷卻導(dǎo)管油的流速和油溫

通過(guò)盤(pán)式線圈表面邊界層的熱流密度

圖2示出一個(gè)由21股導(dǎo)線構(gòu)成的導(dǎo)體的熱力線圖，圖中象電極一樣伸出的熱阻表示油流周?chē)臏囟取榱藞D片整潔起見(jiàn)，圖中未畫(huà)出導(dǎo)體的熱源。一盤(pán)線圈由這樣的導(dǎo)體繞制多層而成。因此，整盤(pán)線圈的熱力線網(wǎng)由多個(gè)這樣的熱力線圈交聯(lián)構(gòu)成。

圖 2. 具有21個(gè)支路的一個(gè)熱力線網(wǎng)絡(luò)通道 

求解該熱力學(xué)網(wǎng)絡(luò)的矩陣由模型自動(dòng)生成，但要輸入導(dǎo)線的股數(shù)和絕緣層的厚度。為了計(jì)算絕對(duì)導(dǎo)體溫度，要考慮到油溫，因?yàn)闊崃€網(wǎng)絡(luò)只提供導(dǎo)體周?chē)橘|(zhì)之間溫差，而忽略了所有材料自身的熱容量?；谏鲜鲈?，該熱力線網(wǎng)絡(luò)不適合暫態(tài)過(guò)程分析（例如短路過(guò)程分析就不適用）。由于變壓器正常運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱過(guò)程通常比線圈的時(shí)間常數(shù)要慢很多。對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，這樣簡(jiǎn)化并不會(huì)導(dǎo)致明顯的不精確。 

B.     附加導(dǎo)體損耗

導(dǎo)體分布在線圈內(nèi)，導(dǎo)體的體積只占整個(gè)線圈體積的一小部分，線圈中的大部分體積被絕緣材料和冷卻油道所占據(jù)。離散的電場(chǎng)穿過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)在繞組內(nèi)部產(chǎn)生渦流損耗，這些附加損耗的大小取決于導(dǎo)體在繞組中所處的位置。通常情況下，繞組頂部和底部的附加損耗比較大，因此在計(jì)算導(dǎo)體溫度時(shí)要考慮附加損耗在線圈內(nèi)的分布所造成的影響。在上面提到的例子中，當(dāng)變壓器運(yùn)行在額定負(fù)載，調(diào)壓開(kāi)關(guān)處在額定分接頭位置時(shí)，線圈的渦流損耗分布由基于有限元分析的電場(chǎng)仿真來(lái)確定。 

在線圈的中部，附加損耗會(huì)隨著導(dǎo)體之間的距離和初、次級(jí)線圈之間的距離減小而增加?？拷€圈頂部和底部約10圈的繞組的附加損耗也會(huì)增加。最大的附加損耗發(fā)生在線圈的頂部，因?yàn)榫€圈頂部繞組與鐵芯之間的距離大于線圈底部繞組與鐵芯之間的距離，從而導(dǎo)致頂部徑向漏磁大于底部徑向漏磁，而漏磁是產(chǎn)生渦流損耗的主要原因。  

C. 完整的熱力學(xué)模型 

前面所提到的算法是針對(duì)一盤(pán)繞組內(nèi)部的溫度分布計(jì)算的模型，將此計(jì)算結(jié)果用到線圈的其它繞組上進(jìn)一步計(jì)算就能得到整個(gè)線圈的溫度分布的完整模型。含有圖表的用戶界面的主程序控制單項(xiàng)計(jì)算功能和輸入輸出途徑管理之間的數(shù)據(jù)流。 

圖 3. 熱力學(xué)模型  

該模型的輸入值是：線圈的幾何結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)，象冷卻油道和導(dǎo)線的幾何尺寸，導(dǎo)體絕緣層的厚度和額定電流密度等。這些數(shù)據(jù)在每個(gè)線圈中是固定的，在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)變化。因此可以把它們存儲(chǔ)到一個(gè)文件中，對(duì)一個(gè)模型只需要輸入一次即可。另一些線圈的運(yùn)行工況有關(guān)的基本參數(shù)象負(fù)載電流，輸送到線圈底部的油溫等在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)隨時(shí)變化。 

輸入所有這些參數(shù)后，該模型就能計(jì)算出線圈內(nèi)部沿軸向和徑向的溫度分布。該模型通過(guò)一圖表化的用戶界面定義線圈，并設(shè)置線圈的工作條件。對(duì)進(jìn)一步的計(jì)算還有幾種不同的算法供選擇。變壓器負(fù)載和線圈底部油溫可用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的實(shí)際測(cè)量值為輸入值，同時(shí)也能自由選擇變壓器的運(yùn)行工況參數(shù)作為輸入值。  

D. 結(jié)果

我們用此熱力學(xué)模型分析了一臺(tái)300MVA三相變壓器中的高壓線圈，該線圈由126圈繞組構(gòu)成，每圈繞組的徑向高度是4層導(dǎo)體，每層導(dǎo)體由21根導(dǎo)體組合而成，通過(guò)比較IEC354的算法和該熱力學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果可以得出：兩種算法得出的繞組沿軸向的溫度分布斜率是一致的。由IEC標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的繞組的絕對(duì)溫度比熱力學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果高5K，線圈的過(guò)熱點(diǎn)溫度高大約4K。 

另一個(gè)明顯的差異是線圈端部的溫升。由于緊鄰端部的幾匝繞組的附加損耗比其他部位繞組的附加損耗高很多，從而導(dǎo)致端部油和導(dǎo)體間的溫差增大，沿軸向的溫升是階梯式的，每一階梯表示兩圈線圈之間一段冷卻油道，而每一段油道內(nèi)不允許有油溫差。將所有的分段油道串聯(lián)起來(lái)計(jì)算的結(jié)果，我們可以得到一個(gè)完整的溫度分布圖。每一段油道內(nèi)的油溫由前一段油道入口出油量和溫升來(lái)確定，而一個(gè)油道內(nèi)的溫升可以用總損耗和油道內(nèi)的油流速度來(lái)確定。繞組盤(pán)間溫度的其他差異由徑向油道的不同軸向高度引起。一些徑向油道的尺寸被用于補(bǔ)償制造誤差，從而導(dǎo)致并聯(lián)冷卻油道間不同尺寸。通過(guò)一個(gè)油道的不同油流速度會(huì)引起線圈邊界層上的熱傳導(dǎo)效率的不一致。通常我們會(huì)給出用作補(bǔ)償制造誤差的油道的最小尺寸。

圖 4. 軸向溫度 

    當(dāng)我們注意到總的計(jì)算的有效性時(shí)，IEC標(biāo)準(zhǔn)的算法和熱力學(xué)模型和之間算法的差異很小，但是一旦變壓器負(fù)載明顯低于額定負(fù)載時(shí)，這兩種算法之間差異就大多了。其IEC標(biāo)準(zhǔn)算法得出的溫度高于模型算法得出溫度。當(dāng)變壓器過(guò)載10％以上時(shí)，IEC標(biāo)準(zhǔn)算法得出的溫度低于模型算法得出的溫度。  

IV 熱過(guò)載容量模型 

在一個(gè)開(kāi)放的電力市場(chǎng)，由于經(jīng)濟(jì)的原因或?yàn)楸苊饩W(wǎng)絡(luò)崩潰時(shí)，變壓器的過(guò)載運(yùn)行是必要的。變壓器過(guò)載運(yùn)行時(shí)的事故風(fēng)險(xiǎn)要比額定運(yùn)行時(shí)風(fēng)險(xiǎn)大得多。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)不斷地測(cè)量環(huán)境情況和過(guò)載工況能給我們提供變壓器實(shí)際熱過(guò)載容量的信息。過(guò)載期間最危險(xiǎn)的溫度是線圈的過(guò)熱點(diǎn)溫度。該溫度決定了油紙絕緣材料的使用壽命。線圈過(guò)熱點(diǎn)的溫度可用下式表示： 

線圈的過(guò)熱點(diǎn)溫度可以由環(huán)境溫度J_Air,、頂部油溫升和過(guò)熱點(diǎn)對(duì)線圈的油溫升來(lái)決定。頂層油溫和過(guò)熱點(diǎn)處的油溫升都是變壓器負(fù)載的函數(shù)。  

A. 有功損耗

變壓器頂層油溫升是整個(gè)變壓器有功損耗的函數(shù)。而有功損耗可分為銅損和鐵損。銅損即負(fù)載損耗，取決于負(fù)載電流的大小和調(diào)壓開(kāi)關(guān)觸頭所處的位置。鐵損即空載損耗。在穩(wěn)定狀態(tài)下，冷卻功率等于總的有功損耗。  

B. 冷卻設(shè)備

所有從熱媒到冷媒的熱傳遞都需要溫差驅(qū)動(dòng)，發(fā)生在兩種不同介質(zhì)上的溫差的比率和熱流是一個(gè)熱交換器的特性參數(shù)。該比率可以用一熱阻來(lái)表示。

圖 5. 熱力學(xué)等效電路 

等效圖中的熱容量表示變壓器的整個(gè)熱容量。變壓器主要用三種不同熱容量的材料構(gòu)成，即油、銅、鐵，這些材料具有不同的熱容率，決定了包括冷卻器在內(nèi)的整個(gè)變壓器的熱容量。在完全對(duì)應(yīng)電路的模擬中，熱時(shí)間常數(shù)可用變壓器的熱容和和冷卻器的熱阻來(lái)表示。

圖 6. 過(guò)載時(shí)的過(guò)熱點(diǎn)溫度  

為了避免油紙絕緣的快速老化和氣泡，必須限定過(guò)熱點(diǎn)溫度。當(dāng)過(guò)熱點(diǎn)溫度達(dá)到限定值時(shí)，必須降低變壓器負(fù)載。t₁表示負(fù)載系數(shù)為k₁時(shí)最大過(guò)載時(shí)間。 

C. 其他過(guò)載限定

還有一些附件限制了變壓器的過(guò)載運(yùn)行，在檢查這些附件的過(guò)載能力時(shí)，它們中間過(guò)載能力最低的附件限制了整個(gè)變壓器的過(guò)載能力。它們是：  

·         套筒允許流過(guò)的最大電流

·         有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的最大允許電流

·         磁屏蔽允許的最大感應(yīng)電壓

·         結(jié)構(gòu)部件中的渦輪損耗

·         在線圈內(nèi)部連接處的應(yīng)力和張力  

V. 結(jié)論

在以前監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所取得的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們開(kāi)發(fā)了這種全新概念上的電力變壓器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。安裝在變壓器上的傳感器由自動(dòng)化系統(tǒng)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換來(lái)驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)采集的中央單元與站用計(jì)算機(jī)之間的連接通過(guò)光纖連接，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在站用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的監(jiān)控既可在數(shù)據(jù)采集單元，也可在站用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。若數(shù)據(jù)采集單元監(jiān)測(cè)到所測(cè)數(shù)據(jù)中的極限值（一個(gè)數(shù)據(jù)超出極限值），數(shù)據(jù)采集單元?jiǎng)t發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在站用計(jì)算機(jī)上可對(duì)這些測(cè)量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和演示，像比較冷卻器油溫的計(jì)算值和測(cè)量值等。通過(guò)觀察油泵和風(fēng)扇的工作周期來(lái)確定何時(shí)對(duì)其維護(hù)。冷卻器上的污染也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，還能避免變壓器油及油紙絕緣材料的老化產(chǎn)生的事故。以這些采集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，供電單位可以估算出變壓器的利用率，并找出隱藏的輸電能力。一個(gè)連接了熱力學(xué)模型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)變壓器過(guò)載周期內(nèi)的表現(xiàn)作出預(yù)測(cè)。在考慮環(huán)境條件的情況下，監(jiān)測(cè)電網(wǎng)有很高的輸電需求時(shí)，被監(jiān)測(cè)的變壓器可以在沒(méi)有事故危險(xiǎn)或狀態(tài)惡化的情況下過(guò)載運(yùn)行。使用智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)變電站實(shí)行經(jīng)濟(jì)、有效的管理很快就會(huì)到來(lái)。 

VI. 參考文獻(xiàn)

[1] T. Leibfried T, “Online Monitors Keep Transformers in Service ”, IEEE Computer Applications in Power, July 1998, P. 36-42

[2] IEC 354, “Loading guide for oil immersed power transformers,” IEC, 1991

[3] F. P. Incropera, P. D. DeWitt, Fundamentals of heat and mass transfer, John Wiley& Sons, 1996 

VII. 簡(jiǎn)歷

Michael Schäfer于1965年8月2日出生在德國(guó)。在信息電子專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)之后到斯圖加特大學(xué)學(xué)習(xí)電氣工程。1995年進(jìn)入斯圖加特大學(xué)的電力傳輸和高壓技術(shù)學(xué)院。2000年獲得斯圖加特大學(xué)的碩士學(xué)位，并在紐倫堡進(jìn)入西門(mén)子公司成為開(kāi)發(fā)工程師。主要領(lǐng)域是油浸式電力變壓器的監(jiān)測(cè)和熱力學(xué)模型。  

Klaus Eckholz1945年5月1日出生于德國(guó)。在德累斯登大學(xué)學(xué)習(xí)電氣工程。1969年進(jìn)入德累斯登大學(xué)的高壓研究院，并于1972年獲碩士學(xué)位。隨后在幾個(gè)電力變壓器制造廠工作。1998年在紐倫堡進(jìn)入西門(mén)子公司做工程總監(jiān)。