一种适用于高过载工况的变压器复合式散热方法与流程

本申请涉及变压器热管理与冷却控制，且更为具体地，涉及一种适用于高过载工况的变压器复合式散热方法。

背景技术：

1、随着新能源集中并网、电动汽车规模化充电以及冲击性工业负荷的增加，变压器负荷呈现突发性强、上升幅度大且谐波含量高等特点。瞬态高过载会在短时间内显著增加绕组损耗，使绕组热点温度快速升高；若产生的热量不能及时导出，容易加速绝缘纸老化和绝缘油劣化，降低变压器绝缘安全裕度及运行寿命，因而需要通过主冷却回路与辅助冷却回路配合提高散热能力。

2、现有变压器复合散热方案通常采集顶层油温、绕组温度或负载率，并在相应参数达到设定阈值后，提高主油泵转速或者投入辅助冷却回路。然而，电流突变引起的焦耳热生成处于毫秒至秒级，而热量由绕组经过固体绝缘传递至绝缘油并形成可测油温变化，需要经历导热、对流及油液循环过程，具有明显的热惯性。以油温反馈作为主要控制依据时，控制系统在检测到温升后才提高冷却出力，此时绕组热点可能已经快速累积；同时，主油泵加速还需克服转动惯量、油液黏性及管网阻力，导致有效冷却油流建立进一步滞后，难以及时抑制高过载初期的温度峰值。此外，主油泵与辅助旁路通常共用进出油管路，主油泵高速运行会改变管网动压和支路压差，使辅助旁路的实际流量及阀门响应特性随主泵工况变化。现有方案若仍按照固定参数确定辅助旁路阀门开度，容易造成名义冷却出力与实际冷量交付不一致，尤其可能在主泵高速运行时出现辅助冷量不足，进而降低复合散热系统对瞬态热峰的抑制效果。

3、因此，期望一种优化的适用于高过载工况的变压器复合式散热方案。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种适用于高过载工况的变压器复合式散热方法。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其包括：

3、s1，对变压器一次侧高频三相电流序列、顶层绝缘油实时温度值和底层绝缘油实时温度值进行暂态特征提取与时标融合以得到电热耦合暂态特征张量；

4、s2，基于预训练的时空热动量映射模型，对电热耦合暂态特征张量进行电热跨域映射与传热迟滞辨识以得到表征高过载热量演变的空间虚拟热冲量轨迹序列和热传递迟滞时间窗预测值；

5、s3，对空间虚拟热冲量轨迹序列进行抢占式前馈冷量需求时序量化以得到抢占式前馈冷量需求矩阵；

6、s4，基于主变频泵动态能力曲线和辅助冷却旁路阶跃响应模型，对抢占式前馈冷量需求矩阵进行复合硬件异步解耦与控制基准分配以得到主泵超频驱动基准信号和辅助旁路阀门开启基准指令；

7、s5，基于主泵超频驱动基准信号和辅助旁路阀门开启基准指令，计算预期油温变化，并利用预期油温变化与顶层绝缘油实时温度值的偏差进行闭环补偿与脉冲调制以分别驱动主变频泵和辅助旁路阀门在热传递迟滞时间窗预测值内协同建立抢占式冷却油流。

8、与现有技术相比，本申请提供的一种适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其利用高过载发生时电气量变化早于油温变化的时序特性，综合变压器负荷暂态信息和绝缘油热状态，预判热量演变趋势及传热迟滞时间，并在可测油温明显升高前量化所需冷量，提前协调主变频泵与辅助冷却旁路建立冷却油流，以补偿温度反馈滞后、传热惯性及主泵启动迟滞；同时，根据主泵运行状态对共用管路中辅助旁路流量和响应特性的影响，动态修正主泵与旁路阀门之间的冷量分配关系，并结合实际油温变化进行闭环调整，从而减少名义冷却出力与实际冷量交付之间的偏差，提高瞬态高过载初期的热峰抑制能力。

1.一种适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，步骤s1，包括：

3.根据权利要求1所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，步骤s2，包括：

4.根据权利要求3所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，空间虚拟热冲量轨迹序列包括a相绕组关联热区、b相绕组关联热区和c相绕组关联热区分别在各未来预测时刻的虚拟热冲量率。

5.根据权利要求3所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，热传递迟滞时间窗预测值由虚拟热量累积值首次达到临界热量阈值的未来预测时刻与当前时刻之间的时间长度确定。

6.根据权利要求1所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，步骤s3，包括：

7.根据权利要求6所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，抢占式前馈冷量需求矩阵包括各冷量分配区间的起始时刻以及与各起始时刻对应的等效冷却功率需求值。

8.根据权利要求1所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，步骤s4，包括：

9.根据权利要求1所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，步骤s5，包括：

10.根据权利要求8所述的适用于高过载工况的变压器复合式散热方法，其特征在于，s43，包括：