一种变压器在运温度的计算方法、装置以及介质与流程

1.本技术涉及电路领域，特别是涉及一种变压器在运温度的计算方法、装置以及介质。


背景技术：

2.在运温度的大小会间接反映到变压器在运损耗多少，变压器空载损耗主要以铁心损耗为主，基本不受温度大小影响，而变压器负载损耗主要以铜线损耗为主，内部的电阻损耗与温度成正比、杂散损耗与温度成反比。传统配电变压器一般都未装设温度在运监测装置，变压器保护仅以过电流或过电压来进行整定动作，缺少温度监测和保护。
3.变压器运行温度是反映变压器整体性能的一个重要指标，不监测变压器的在运温度可能会导致变压器温度过高，从而造成绝缘材料加速老化从而影响变压器正常使用寿命，甚至造成变压器过热短路故障导致烧毁。
4.由此可见，如何对变压器的温度进行监测，以避免造成绝缘材料加速老化或变压器出现过热短路故障，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种变压器在运温度的计算方法、装置以及介质，便于对变压器的温度进行监测，以避免造成绝缘材料加速老化或变压器出现过热短路故障。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种变压器在运温度的计算方法，包括：
7.获取所述变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗；
8.获取所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗；
9.根据所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗、电阻损耗以及杂散损耗计算得到所述变压器的在运温度。
10.优选地，所述获取所述变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗具体为：
11.根据变压器的高压侧额定相电流有效值、低压侧额定相电流有效值、以及在试验温度下的高压侧绕组相电阻和低压侧绕组相电阻，计算得到所述变压器在额定电流、参考温度下的电阻损耗，并根据电阻损耗和所述变压器在额定电流、参考温度下的负载损耗计算得到所述变压器在额定电流、参考温度下的杂散损耗；
12.再根据电阻损耗、杂散损耗与温度的关系得到额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗。
13.优选地，所述获取所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗具体为：
14.根据所述变压器的高压侧相电压有效值、高压侧相电流有效值、低压侧相电压有效值、低压侧相电流有效值、功率因数相位角、电压校正指数、低压侧额定相电压有效值、以及所述变压器的额定电压空载损耗计算得到所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗。
15.优选地，所述获取所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗具体为：
16.根据所述变压器的高压侧相电压有效值、高压侧相电流有效值、低压侧相电压有效值、低压侧相电流有效值、功率因数相位角计算得到变压器自身消耗的有功功率；
17.根据所述变压器的低压侧相电压有效值、电压校正指数、低压侧额定相电压有效值、以及所述变压器的额定电压空载损耗计算得到在实际电流下的在运空载损耗；
18.根据所述有功功率以及所述在运空载损耗计算得到实际电流下的在运负载损耗；
19.通过所述在运负载损耗换算得到在额定电流、在运温度下的负载损耗。
20.优选地，高压侧相电压有效值、高压侧相电流有效值、低压侧相电压有效值、低压侧相电流有效值、以及功率因数相位角为通过所述变压器在实际运行时高压侧和低压侧的电能表和/或功率表读取的相关电气参数。
21.优选地，所述计算得到所述变压器的在运温度之后，还包括：
22.若所述在运温度高于阈值，则触发报警装置。
23.为解决上述技术问题，本技术还提供一种变压器在运温度的计算装置，包括：
24.获取模块，用于获取所述变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及获取所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗；
25.计算模块，用于根据所述变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗、电阻损耗以及杂散损耗计算得到所述变压器的在运温度。
26.为解决上述技术问题，本技术还提供一种变压器在运温度的计算装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；
27.处理器，用于执行计算机程序时实现上述变压器在运温度的计算方法的步骤。
28.为解决上述技术问题，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述变压器在运温度的计算方法的步骤。
29.本技术所提供的变压器在运温度的计算方法获取变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗。因电阻损耗与变压器的温度成正比、杂散损耗与变压器的温度成反比，可以将变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗，在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及参考温度列出方程式，计算方程式可得到变压器的在运温度。本技术提供的方法能根据变压器的基础参数和当前功率表的电气参数计算得到变压器此时的温度，以便于对变压器的温度进行监控，避免造成绝缘材料加速老化影响变压器寿命，以及避免变压器过热短路故障导致烧毁。
30.本技术还提供了一种变压器在运温度的计算装置以及介质，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术实施例提供的一种变压器在运温度的计算方法的流程图；
33.图2为本技术实施例提供的另一种变压器在运温度的计算方法的流程图；
34.图3为本技术实施例提供的变压器在运温度的计算装置的结构图；
35.图4为本技术另一实施例提供的变压器在运温度的计算装置的结构图。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
37.本技术的核心是提供一种变压器在运温度的计算方法、装置以及介质。
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
39.一般的传统变压器都未装设温度在运监测装置，另外增加一个温度监测装置十分繁琐，故本技术提供一种方式直接计算变压器的在运温度。图1为本技术实施例提供的一种变压器在运温度的计算方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
40.s10：获取变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗；
41.s11：获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗；
42.s12：根据变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗、电阻损耗以及杂散损耗计算得到变压器的在运温度。
43.先获取变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗；以及获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗；这里具体获取的方式不作限定，可以在出厂试验报告提取的相关试验数据，并根据这些试验数据计算得到变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗。还可以在变压器运行时在变压器的高压侧和低压侧上的功率表和/或电能表中读取相关电气参数，根据这些电气参数计算得到变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗。其中电阻损耗与温度成正比、杂散损耗与温度成反比。再将变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗，在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及参考温度列出方程式，计算方程式可得到变压器的在运温度。其中参考温度和试验温度是已知量，在运温度是要求的未知量。
44.本技术实施例所提供的变压器在运温度的计算方法会获取变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗。因电阻损耗与变压器的温度成正比、杂散损耗与变压器的温度成反比，可以将变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗，在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及参考温度列出方程式，计算方程式可得到变压器的在运温度。本技术提供的方法能根据变压器的基础参数和当前功率表的电气参数计算得到变压器此时的温度，以便于对变压器的温度进行监控，避免造成绝缘材料加速老化影响变压器寿命，以及避免变压器过热短路故障导致烧毁。
45.上述实施例中并未对如何获取变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗作限定，其具体可以是：根据变压器的高压侧额定相电流有效值、低压侧额定相电流有效值、以及在试验温度下的高压侧绕组相电阻和低压侧绕组相电阻，计算得到变压器在额定电流、参考温度下的电阻损耗，并根据电阻损耗和变压器在额定电流、参考温度下的负载
损耗计算得到变压器在额定电流、参考温度下的杂散损耗；再根据电阻损耗、杂散损耗与温度的关系得到额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗。
46.上述实施中并未对如何获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗作限定，其具体可以是：根据变压器的高压侧相电压有效值、高压侧相电流有效值、低压侧相电压有效值、低压侧相电流有效值、功率因数相位角、电压校正指数、低压侧额定相电压有效值、以及变压器的额定电压空载损耗计算得到变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗。进一步的，获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗具体为：根据变压器的高压侧相电压有效值、高压侧相电流有效值、低压侧相电压有效值、低压侧相电流有效值、功率因数相位角计算得到变压器自身消耗的有功功率。根据变压器的低压侧相电压有效值、电压校正指数、低压侧额定相电压有效值、以及变压器的额定电压空载损耗计算得到在实际电流下的在运空载损耗。根据有功功率以及在运空载损耗计算得到实际电流下的在运负载损耗。通过在运负载损耗换算得到在额定电流、在运温度下的负载损耗。
47.图2为本技术实施例提供的另一种变压器在运温度的计算方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
48.s20：出厂试验报告中提取空载损耗、负载损耗和绕组电阻；
49.s21：计算得出额定电流、参考温度下的电阻损耗、杂散损耗分量；
50.s22：监测电表中提取高、低压侧电流、电压和功率因数；
51.s23：将额定电压下的空载损耗换算至运行电压下的空载损耗；
52.s24：计算得出在运变压器自身消耗的有功功率；
53.s25：减去运行电压下的空载损耗，得出运行电流、在运温度下的负载损耗；
54.s26：将运行电流、在运温度下的负载损耗换算至额定电流、在运温度下的负载损耗；
55.s27：根据额定电流、在运温度下的负载损耗，以及额定电流、参考温度下的电阻损耗、杂散损耗分量，最终得出变压器在运温度。
56.其中通过出厂试验报告可以提取和核对相关试验数据，具体的试验数据已知量包括：高压侧额定相电压有效值u
01
，高压侧额定相电流有效值ir，低压侧额定相电压有效值u
02
，低压侧额定相电流有效值ir；额定电压下空载损耗p0，额定电流、参考温度t0下负载损耗pk；试验温度tr下高压侧绕组相电阻(ra，rb，rc)和低压侧绕组相电阻(ra，rb，rc)。通过在运变压器高压侧和低压侧电能表和/或功率表可以读取相关电气参数，即图中的监测电表；具体电气参数已知量包括：高压侧相电压有效值(ua，ub，uc)，高压侧相电流有效值(ia，ib，ic)，功率因数相位角(cosθa，cosθb，cosθc)；低压侧相电压有效值(ua，ub，uc)，高压侧相电流有效值(ia，ib，ic)，功率因数相位角(cosθa，cosθb，cosθc)。得到相关的数据之后，可以计算变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗、在额定电流、参考温度下的电阻损耗以及杂散损耗；具体的计算步骤如下：
57.其中计算变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗具体为：
58.1、计算在运变压器自身消耗的有功功率，在运变压器高压侧发生的有功功率减去在运变压器低压侧发生的有功功率就是在运变压器自身消耗的有功功率即：
[0059][0060]
2、在运变压器自身消耗的有功功率可以认为由变压器内部的在运空载损耗和在运负载损耗组成，即
[0061]
3、在运空载损耗不受变压器在运温度t1大小影响，与变压器在运电压相关，即在运空载损耗与额定电压下空载损耗p0存在的换算关系为：
[0062][0063]
式中n即为电压校正指数，与铁心硅钢片种类有关，热轧硅钢片n＝1.8，冷轧硅钢片n＝1.9～2。由此可计算得出在运空载损耗
[0064]
4、得出在运空载损耗后，即可计算得出在运负载损耗在运负载损耗不仅受变压器在运温度t1大小影响，还与变压器在运电流相关。将在运负载损耗换算到额定电流、在运温度下的负载损耗：
[0065][0066]
其中计算变压器在额定电流、参考温度下的电阻损耗以及杂散损耗具体为：
[0067]
根据出厂试验报告中额定电流、参考温度t0下负载损耗pk，试验温度tr下高压侧绕组相电阻(ra，rb，rc)和低压侧绕组相电阻(ra，rb，rc)，可以求得：1)额定电流、试验温度tr下电阻损耗：
[0068][0069]
2)额定电流、参考温度t0下电阻损耗：
[0070][0071]
3)额定电流、参考温度t0下杂散损耗：
[0072][0073]
至此，即得出了变压器在额定电流、参考温度下的电阻损耗以及杂散损耗、以及变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗。变压器在额定电流、在运温度t1下的负载损耗由额定电流、在运温度t1下的电阻损耗和额定电流、在运温度t1下的杂散损耗组成，即又因负载损耗中的电阻损耗与温度成正比、杂散损耗与温度成反比的关系，可以得出在额定电流、在运温度下的电阻损耗：
[0074][0075]
在额定电流、在运温度下的杂散损耗：
[0076][0077]
代入即得
[0078][0079]
上式中参考温度t0为已知量，求变压器在运温度t1即为求上式的一元二次方程解。最终可求得变压器在运温度：
[0080][0081]
至此即求出求变压器的在运温度t1，另外需要注意的是，本实施例提供的计算方案只是本技术提供的方案中的一种，并不对其他方案造成限定。
[0082]
在监测到变压器的在运温度超过阈值时，说明变压器此时温度过高，容易出现故障，故计算得到变压器的在运温度之后，还包括：若在运温度高于阈值，则触发报警装置；可以提醒工作人员采取相关安全措施，防止设备出现高温故障。这里不对阈值的大小作限定，以具体实施中为准，能保证变压器处于正常的工作状态即可；另外对报警装置的类型也不作限定，能及时提醒工作人员采取安全措施即可。
[0083]
在上述实施例中，对于变压器在运温度的计算方法进行了详细描述，本技术还提供变压器在运温度的计算装置对应的实施例。需要说明的是，本技术从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。
[0084]
基于功能模块的角度，本实施例提供一种变压器在运温度的计算装置，图3为本技术实施例提供的变压器在运温度的计算装置的结构图，如图3所示，该装置包括：
[0085]
获取模块10，用于获取变压器在额定电流、在运温度下的电阻损耗和杂散损耗，以及获取变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗；
[0086]
计算模块11，用于根据变压器在额定电流、在运温度下的负载损耗、电阻损耗以及杂散损耗计算得到变压器的在运温度。
[0087]
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
[0088]
本实施例提供的变压器在运温度的计算装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
[0089]
基于硬件的角度，本实施例提供了另一种变压器在运温度的计算装置，图4为本技术另一实施例提供的变压器在运温度的计算装置的结构图，如图4所示，变压器在运温度的计算装置包括：存储器20，用于存储计算机程序；
[0090]
处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的变压器在运温度的计算方法的步骤。
[0091]
本实施例提供的变压器在运温度的计算装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
[0092]
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(central processing unit，cpu)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有图像处理器(graphics processing unit，gpu)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(artificial intelligence，ai)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学
习的计算操作。
[0093]
存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的变压器在运温度的计算方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括windows、unix、linux等。数据203可以包括但不限于变压器在运温度的计算方法涉及到的数据等。
[0094]
在一些实施例中，变压器在运温度的计算装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
[0095]
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构并不构成对变压器在运温度的计算装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
[0096]
本技术实施例提供的变压器在运温度的计算装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：变压器在运温度的计算方法。
[0097]
本实施例提供的变压器在运温度的计算装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
[0098]
最后，本技术还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
[0099]
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本技术各个实施例描述的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0100]
本实施例提供的计算机可读存储介质，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果。
[0101]
以上对本技术所提供的一种变压器在运温度的计算方法、装置以及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
[0102]
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那
些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。