采用热路模型参数辨识的油浸式配电变压器绕组温升预测方法

温国豪; 李佳玲; 张凡; 张贺斌; 陈泓韬; 郑志曜; 于丛维; 胡于家; 汲胜昌

西安交通大学学报 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (5) : 206 -216.

温国豪, 李佳玲, 张凡, 张贺斌, 陈泓韬, 郑志曜, 于丛维, 胡于家, 汲胜昌

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摘要

为解决油浸式配电变压器温升试验时间长、效率低的问题，提出了一种采用热路模型参数辨识预测油浸式配电变压器绕组温升的方法。基于热电类比原理，构建包含铁芯和高、低压绕组损耗的油浸式配电变压器5阶热路模型。为获得热路参数，该研究引入扩展卡尔曼滤波算法，结合5阶热路模型并利用2 h实测数据，实现对热路参数的动态辨识。通过数值求解得到顶层油，高、低压绕组温升曲线，实现温升预测的目的。研究结果表明：辨识得到400 kV·A变压器的低压绕组、高压绕组、油和油箱的热容分别约为66.1、110.1、255.7和125.6 kJ·K^-1,低压绕组-油、高压绕组-油、油-油箱、油箱-空气的热阻分别约为8.76、6.61、0.56和10.96 mK·W^-1,各参数波动范围小于10%;高压绕组-油热阻随变压器容量的提高显著降低，400 kV·A时为6.61 mK·W^-1,800 kV·A时降至4.00 mK·W^-1;额定损耗功率下，400、630及800 kV·A变压器顶层油稳态温升预测的相对误差最大值为4.86%,最大绝对误差为2.6 K;基于不同损耗功率下的预测结果表明，1.0倍总损耗功率下的预测误差低于2 K,0.5倍总损耗功率下因参数在低温升区间的非线性偏移，误差增至7.3 K。所提方法可用于油浸式配电变压器温升的快速检测与评估。