本發(fā)明涉及變壓器監(jiān)測，尤其涉及一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電力變壓器是電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)的核心設(shè)備，隨著電力變壓器長期的運(yùn)行，電力變壓器內(nèi)部逐漸老化并在局部出現(xiàn)氣泡，其中，水分隨著溫度的升高而增加是變壓器油紙絕緣系統(tǒng)產(chǎn)生氣泡的主要原因，由于氣體的介電常數(shù)更低，氣體內(nèi)部電場畸變往往會誘發(fā)局部放電，這些氣泡的聚集不可避免的導(dǎo)致變壓器油紙絕緣系統(tǒng)的擊穿，最終造成電力變壓器的嚴(yán)重?fù)p傷。因此，實(shí)時對變壓器內(nèi)部的氣泡起始溫度進(jìn)行監(jiān)測至關(guān)重要。

2、目前，現(xiàn)有的變壓器內(nèi)部的氣泡起始溫度監(jiān)測主要通過不同含水量絕緣紙板進(jìn)行高壓試驗(yàn)，從而獲取變壓器內(nèi)部的氣泡起始溫度，但是不同含水量絕緣紙板的制作過程復(fù)雜，并且高壓試驗(yàn)結(jié)果往往受設(shè)備、環(huán)境、人為等諸多因素的影響，從而導(dǎo)致精度與誤差大打折扣，降低了變壓器運(yùn)行可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法和系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的變壓器內(nèi)部的氣泡起始溫度監(jiān)測主要通過不同含水量絕緣紙板進(jìn)行高壓試驗(yàn)，從而獲取變壓器內(nèi)部的氣泡起始溫度，但是不同含水量絕緣紙板的制作過程復(fù)雜，并且高壓試驗(yàn)結(jié)果往往受設(shè)備、環(huán)境、人為等諸多因素的影響，從而導(dǎo)致精度與誤差大打折扣，降低了變壓器運(yùn)行可靠性的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明第一方面提供的一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，包括：

3、獲取預(yù)設(shè)監(jiān)測時間內(nèi)待監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并對所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬處理，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的分子模型；

4、采用所述分子模型進(jìn)行動力學(xué)仿真試驗(yàn)，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)；

5、根據(jù)所述氣泡水分參數(shù)和預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，確定所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡起始溫度；

6、根據(jù)所述氣泡起始溫度與所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的比對結(jié)果，判斷所述待監(jiān)測變壓器是否存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)。

7、可選地，所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括油中含水量和運(yùn)行時間，所述對所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬處理，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的分子模型的步驟，包括：

8、將所述油中含水量輸入預(yù)設(shè)的絕緣油模型庫，得到目標(biāo)絕緣油模型；

9、將所述運(yùn)行時間和所述油中含水量輸入預(yù)設(shè)的絕緣紙模型庫，得到目標(biāo)絕緣紙模型；

10、將所述目標(biāo)絕緣油模型和所述目標(biāo)絕緣紙模型進(jìn)行幾何優(yōu)化處理，生成組合優(yōu)化模型；

11、按照預(yù)設(shè)的退火溫度區(qū)間，對所述組合優(yōu)化模型進(jìn)行能量循環(huán)退火處理，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的分子模型。

12、可選地，所述采用所述分子模型進(jìn)行動力學(xué)仿真試驗(yàn)，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)的步驟，包括：

13、在預(yù)設(shè)的多耦合物理場下采用所述分子模型分別進(jìn)行恒溫恒容仿真試驗(yàn)和恒溫恒壓仿真試驗(yàn)，得到水分子數(shù)和氧氫鍵分布數(shù)據(jù)；

14、將所述水分子數(shù)與預(yù)設(shè)的阿伏伽羅常數(shù)進(jìn)行比值處理，得到水分摩爾數(shù)量；

15、采用徑向分布算法對所述氧氫鍵分布數(shù)據(jù)進(jìn)行概率密度分析，得到氣泡半徑；

16、將所述水分摩爾數(shù)量和所述氣泡半徑作為所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)。

17、可選地，所述根據(jù)所述氣泡水分參數(shù)和預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，確定所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡起始溫度的步驟，包括：

18、將所述氣泡水分參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，得到初始?xì)馀萜鹗紲囟龋?/p>

19、將所述初始?xì)馀萜鹗紲囟群皖A(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)修正值進(jìn)行加和處理，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡起始溫度。

20、可選地，所述根據(jù)所述氣泡起始溫度與所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的比對結(jié)果，判斷所述待監(jiān)測變壓器是否存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)的步驟，包括：

21、判斷所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的油溫是否小于所述氣泡起始溫度；

22、若所述油溫大于或等于所述氣泡起始溫度，則判定所述待監(jiān)測變壓器存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)；

23、若所述油溫小于所述氣泡起始溫度，則判定所述待監(jiān)測變壓器不存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)。

24、可選地，所述氣泡起始溫度模型具體為：

25、

26、其中，為初始?xì)馀萜鹗紲囟?，為絕緣油的粘度，為水分摩爾數(shù)量，為摩爾氣體常數(shù)，為氣泡半徑，為時間，為絕緣油的表面張力，為絕緣油密度。

27、本發(fā)明第二方面提供的一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

28、運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)提取模塊，用于獲取預(yù)設(shè)監(jiān)測時間內(nèi)待監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并對所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬處理，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的分子模型；

29、分子模擬模塊，用于采用所述分子模型進(jìn)行動力學(xué)仿真試驗(yàn)，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)；

30、模型計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述氣泡水分參數(shù)和預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，確定所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡起始溫度；

31、輸出參數(shù)執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述氣泡起始溫度與所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的比對結(jié)果，判斷所述待監(jiān)測變壓器是否存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)。

32、本發(fā)明第三方面提供的一種電子設(shè)備，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上述任一項(xiàng)所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法的步驟。

33、本發(fā)明第四方面提供的一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法。

34、本發(fā)明第五方面提供的一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲在非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，其中，當(dāng)所述程序指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時，使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述任一項(xiàng)所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法。

35、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

36、本發(fā)明通過獲取預(yù)設(shè)監(jiān)測時間內(nèi)待監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并采用運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬，得到分子模型，再利用分子模型模擬待監(jiān)測變壓器內(nèi)氣泡產(chǎn)生的過程，從而得到待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)，并結(jié)合預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，便可快速的得到待測變壓器的氣泡起始溫度?？朔送ㄟ^不同含水量絕緣紙板進(jìn)行高壓試驗(yàn)獲取變壓器氣泡起始溫度的精度較低的缺陷，與傳統(tǒng)的氣泡起始溫度方法相比，本發(fā)明通過對運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬來獲取變壓器的氣泡水分參數(shù)，避免了監(jiān)測過程受設(shè)備、環(huán)境、人為等諸多因素的影響，從而提高了變壓器氣泡起始溫度的精確率，同時，通過變壓器氣泡起始溫度指導(dǎo)變壓器的運(yùn)行，提高了變壓器運(yùn)行的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，其特征在于，所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括油中含水量和運(yùn)行時間，所述對所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬處理，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的分子模型的步驟，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，其特征在于，所述采用所述分子模型進(jìn)行動力學(xué)仿真試驗(yàn)，得到所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)的步驟，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述氣泡水分參數(shù)和預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，確定所述待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡起始溫度的步驟，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述氣泡起始溫度與所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的比對結(jié)果，判斷所述待監(jiān)測變壓器是否存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)的步驟，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法，其特征在于，所述氣泡起始溫度模型具體為：

7.一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法的步驟。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲在非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，其中，當(dāng)所述程序指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時，使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于分子模擬和氣泡起始溫度的變壓器監(jiān)測方法和系統(tǒng)，涉及變壓器監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，獲取預(yù)設(shè)監(jiān)測時間內(nèi)待監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并對運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分子模擬處理，得到待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的分子模型，采用分子模型進(jìn)行動力學(xué)仿真試驗(yàn)，得到待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡水分參數(shù)，根據(jù)氣泡水分參數(shù)和預(yù)設(shè)的氣泡起始溫度模型，確定待監(jiān)測變壓器對應(yīng)的氣泡起始溫度，根據(jù)氣泡起始溫度與運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的比對結(jié)果，判斷待監(jiān)測變壓器是否存在擊穿風(fēng)險(xiǎn)。通過不同含水量絕緣紙板進(jìn)行高壓試驗(yàn)，獲取氣泡起始溫度，但不同含水量絕緣紙板的制作過程復(fù)雜，且高壓試驗(yàn)結(jié)果受等諸多因素的影響，從而導(dǎo)致精度較低，降低了變壓器運(yùn)行可靠性的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳秋霖,趙思誠,成立,楊偉鴻,卓然,許文龍,喇元,段舒帆,賈磊,王國利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5