一种变压器热老化程度监测装置及相关装置的制作方法

本发明涉及变压器，尤其涉及一种变压器热老化程度监测装置及相关装置。

背景技术：

1、

2、油浸式电力变压器作为电网中重要的能源转换设备，仍存在过载、局部过热和热老化加剧等问题，近而导致电力设备剩余寿命缩短，降低经济效益。此外，变压器热老化程度的加深会降低变压器电能传输的性能，影响整个电网的供电质量和供电可靠性，如果不及时检测到变压器的热老化程度，必然会给电力系统的安全稳定运行带来一定影响。为适应日益复杂的电网调控需求，有必要对变压器热老化程度进行及时监测。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种变压器热老化程度监测方法、装置、计算机设备及存储介质，可以解决现有技术中的变压器热老化监测不及时的问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供一种变压器热老化程度监测方法，所述方法包括：

3、构建待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，得到第一函数，以及构建待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，得到第二函数；其中，所述第一函数用于计算待测变压器的未发生热老化时的热点温度，所述第二函数用于计算待测变压器的实际热点温度；

4、结合所述第一函数和所述第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数；所述目标函数用于计算待测变压器的热老化程度；

5、获取待测变压器的实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，根据所述实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，基于所述目标函数计算待测变压器的热老化程度。

6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述构建待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，得到第一函数，以及构建待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，得到第二函数，包括：

7、获取第一样本训练集和第二样本训练集；所述第一样本训练集包括待测变压器未发生老化时的不同负载率、不同环境温度以及所述不同负载率、不同环境温度下的热点温度，所述第二样本训练集包括所述不同负载率、不同环境温度下的热点温度和顶层油温；

8、以所述第一样本训练集中的目标负载率、目标环境温度为预设的第一深度学习模型的输入特征、以所述第一样本训练集中所述目标负载率、目标环境温度对应的目标热点温度为所述第一深度学习模型的输出特征，来训练所述第一深度学习模型，得到第一函数；其中，所述目标负载率为所述第一样本训练集中的任意负载率，所述目标环境温度为与所述目标负载率具有对应关系的环境温度；

9、以所述第二样本训练集中的目标顶层油温为预设的第二深度学习模型的输入特征、以所述第二样本训练集中所述目标顶层油温对应的目标热点温度为所述第二深度学习模型的输出特征，来训练所述第二深度学习模型，得到第二函数；其中，所述目标顶层油温为所述第二样本训练集中的任意顶层油温，所述目标热点温度为与所述目标顶层油温具有对应关系的热点温度。

10、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述第一函数表达式为：

11、

12、其中，te表示待测变压器的未发生热老化时的热点温度，m为第一深度学习模型的隐藏层节点数；i表示第一深度学习模型的隐藏层节点序号，ωi、γi分别为隐藏层节点对应的权值。

13、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述第二函数表达式为：

14、

15、其中，tr表示待测变压器的实际热点温度，n为第二深度学习模型的隐藏层节点数；j表示第二深度学习模型的隐藏层节点序号，σj和ψj分别为隐藏层节点对应的权值。

16、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述结合所述第一函数和所述第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数，包括：

17、

18、其中，v表示待测变压器的热老化程度，te表示待测变压器的未发生热老化时的热点温度，tr表示待测变压器的实际热点温度。

19、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述获取第一样本训练集和第二样本训练集，包括：

20、获取所述待测变压器在不同负载率下对应的铁心损耗和绕组损耗；基于所述铁心损耗和绕组损耗，计算出不同环境温度下待测变压器的热点温度和顶层油温，得到待测变压器在不同负载率、不同环境温度下的热点温度和顶层油温；

21、基于所述不同负载率、不同环境温度以及所述不同负载率、不同环境温度下的热点温度和顶层油温，构建第一样本训练集和第二样本训练集。

22、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述基于所述目标函数计算待测变压器的热老化程度之后，还包括：

23、根据所述热老化程度以及热老化程度预警阈值，判断是否对所述待测变压器进行预警。

24、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述根据所述热老化程度以及热老化程度预警阈值，判断是否对所述待测变压器进行预警，包括：

25、若所述热老化程度大于热老化程度预警阈值，则对所述待测变压器进行预警；

26、若所述热老化程度未大于热老化程度预警阈值，则不对所述待测变压器进行预警。

27、为实现上述目的，本发明第二方面提供一种变压器热老化程度监测装置，所述装置包括：

28、第一构建模块：用于构建待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，得到第一函数，以及构建待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，得到第二函数；其中，所述第一函数用于计算待测变压器的未发生热老化时的热点温度，所述第二函数用于计算待测变压器的实际热点温度；

29、第二构建模块：用于结合所述第一函数和所述第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数；所述目标函数用于计算待测变压器的热老化程度；

30、计算模块：用于获取待测变压器的实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，根据所述实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，基于所述目标函数计算待测变压器的热老化程度。

31、为实现上述目的，本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

32、构建待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，得到第一函数，以及构建待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，得到第二函数；其中，所述第一函数用于计算待测变压器的未发生热老化时的热点温度，所述第二函数用于计算待测变压器的实际热点温度；

33、结合所述第一函数和所述第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数；所述目标函数用于计算待测变压器的热老化程度；

34、获取待测变压器的实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，根据所述实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，基于所述目标函数计算待测变压器的热老化程度。

35、为实现上述目的，本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

36、构建待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，得到第一函数，以及构建待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，得到第二函数；其中，所述第一函数用于计算待测变压器的未发生热老化时的热点温度，所述第二函数用于计算待测变压器的实际热点温度；

37、结合所述第一函数和所述第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数；所述目标函数用于计算待测变压器的热老化程度；

38、获取待测变压器的实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，根据所述实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，基于所述目标函数计算待测变压器的热老化程度。

39、采用本发明实施例，具有如下有益效果：

40、本发明提供一种变压器热老化程度监测方法，通过结合第一函数和第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数，获取待测变压器的实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，根据实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，基于目标函数计算待测变压器的热老化程度。负载率、实际环境温度以及实际顶层油温这些指标便于检测，根据负载率、实际环境温度以及实际顶层油温这些指标来预测热老化程度，能够很方便地检测到变压器热老化情况，可以实现变压器热老化程度的实时监测。

技术特征：

1.一种变压器热老化程度监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，得到第一函数，以及构建待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，得到第二函数，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一函数表达式为：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二函数表达式为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合所述第一函数和所述第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数，包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取第一样本训练集和第二样本训练集，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标函数计算待测变压器的热老化程度之后，还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述热老化程度以及热老化程度预警阈值，判断是否对所述待测变压器进行预警，包括：

9.一种变压器热老化程度监测装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了一种变压器热老化程度监测方法及相关装置，其中，该方法包括：结合第一函数和第二函数，构建待测变压器的热老化程度、负载率、环境温度以及顶层油温之间的映射关系，得到目标函数，其中，第一函数表征待测变压器未发生热老化时的热点温度、负载率以及环境温度之间的映射关系，第二函数表征待测变压器的实际热点温度与顶层油温之间的映射关系，获取待测变压器的实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，根据实际负载率、实际环境温度以及实际顶层油温，基于目标函数计算待测变压器的热老化程度。本发明能够很方便地检测到变压器热老化情况，可以实现变压器热老化程度的实时监测。

技术研发人员：邹德旭,代维菊,洪志湖,彭庆军,王山,周仿荣,胡锦,徐肖伟,孙灏若,朱家良,郭涛,孙再超,严敬义,刘太文,杨泽文
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5