油浸式变压器绕组热点温度和寿命老化实时监控技术研究及仪器开发

摘要

油浸式变压器具有散热好、损耗低、容量大、价格低等特点。目前电网上运行的电力变压器大部分为油浸式变压器。油浸式变压器的监控和诊断装置将延长变压器的使用寿命，降低付出巨大代价的风险。而变压器绕组绝缘的热点温度是限制运行中变压器负载能力的最大因素，变压器发热引起内部温度的升高也是变压器绝缘材料老化的主要因素。本论文的研究就是要通过对油浸式变压器绕组热点温度与寿命老化的研究，设计出可以实时监控绕组热点温度以及预报寿命损失的仪器。对变压器可以安全高效的运行具有重要的意义。
　　 本文首先对油浸式变压器的发热原理进行了分析并对热模拟技术进行了简要介绍，得出了对油浸式变压器绕组热点温度实时监控以及寿命老化预报的可行性与必要性。
　　 要得到运行中变压器的绕组热点温度是非常困难的，变压器内部热的产生、传导、对流等过程非常复杂。本论文根据最新的《油浸式变压器负载导则》建立了变压器绕组热点温度和寿命损失的计算模型。
　　 本文引入单片机技术，把开发实时计算变压器绕组热点温度和预报寿命损失仪器的研究转入到自动控制领域。通过MCS-51系列单片机与外部设备相连接，把实时采集到的环境温度，变压器顶层油温和实际电流输送到单片机内部供CPU 调用使用，并把单片机内部处理好的数据(绕组热点温度和寿命损失)传输到外部设备(LED 显示器)显示出来。完成仪器的硬件设计部分。
　　 本文用C语言编写了计算油浸式变压器绕组热点温度和寿命损失计算的综合软件。可以根据不同型号的变压器的各项参数来完成计算。同时用单片机汇编语言编写了单片机与外部设备以及与C语言程序之间相互通信的程序，使得实时采集数据与实时计算、实时显示变压器绕组热点温度和寿命损失得以实现。