1.一种确定牵引变压器绕组指数的方法,其特征在于,包括步骤1:令所述牵引变压器绕组的平均温度梯度g计算模型为:式中,gr为额定负载下绕组平均温度梯度;m为绕组指数,用来描述绕组平均温度梯度随负载的变化趋势;Ipu为负载系数,Tw为绕组平均温度,Ttop为顶层油温,Tbom为底层油温;
步骤2:利用双对数线性回归模型对绕组指数m进行回归估计,如下:ln(g/gr)=2mln(Ipu)
式中,令Y=ln(g/gr),X=ln(Ipu);
利用最小二乘法辨识参数m,即:
式中, j为样本个数,i为标号;
所述绕组平均温度Tw,顶层油温Ttop和底层油温Tbom的求取方法,包括步骤1:获取所述牵引变压器结构及物性参数,包括冷热芯高位差Δh、绕组高度hw、散热器高度hr、绕组竖直油道热工水力直径Dw、散热器油道热工水力直径Dr、油比热容coil、空气比热容cair,油密度ρoil、空气密度ρair、油热膨胀系数βoil、绕组沿程阻力系数fw、散热器沿程阻力系数fr、散热器总传热系数U、绕组表面传热系数uw、绕组区域流通面积Aw、散热器流通面积Ar、散热器有效散热面积AR,绕组与油流圆周方向接触表面积As、温差指数λ、环境温度Tamb;
步骤2:联立以下公式及条件,利用Newton-Raphson法迭代求解绕组区域油流体积流量Gw、散热器油流体积流量Gr、顶层油温Ttop、底层油温Tbom和绕组平均温度Tw;所述牵引变压器内部为单循环,Gw=Gr;
1)稳态条件下绕组竖直油道内的热浮升力与流体阻力达到平衡,如下:式中,ga为重力加速度,S为冷却循环面积,S=Δh(Ttop-Tbom)+hr[Ttop-Tbom-ΔTlm-0.5(Ttop-Tamb)],其中,ΔTlm为散热器中油流与外界空气的对数平均温差,
2)稳态时绕组产生负载损耗Qw等于其周围油流吸收的热量,即Qw=ρoilcoilGw(Ttop-Tbom);
3)绕组周围油流吸收的热量等于线圈沿其表面向外对流扩散的热量,即
4)油循环达到最终稳态,散热器中油相对空气温升为Toil-Tair=Ce-λh,
式中,Toil、Tair分别为沿散热器高度方向h的油流温度及空气温度;C为底部油温和环境温度的差值;
绕组负载损耗Qw产生的热量将通过油流全部传输至外界空气,即Qw=UAR(Toil-Tair)=UARCe-λh;
其中, Qw,R为所述牵引变压器的额定负载损耗;
5)选定标准大气压下牵引变压器运行时的环境温度作为参考温度。