1.基于温度场快速计算的变压器过热性故障诊断评估方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

S1、将变压器的一个铁芯旁柱，以及该铁芯旁柱上围绕的高压绕组、低压绕组组合为一个研究对象整体，分别针对变压器的高压绕组、低压绕组、铁芯旁柱进行等间隔划分，将三者均划分为具有完全相同空间位置分布的n段，每段均包含若干匝线圈，以及各铁芯柱小段；

S2、在变压器箱体外壁面对应上述各段的相同高度处，分别依次设定各温度测量点，记M M

为S1…Sn；各温度点实测的温度相较于环境温度的温升，记为实测温升向量ΘΜ＝[θ 1,θ2,M Mθ3…θn]；

S3、根据变压器绕组外油道的温度测量点安装情况，至少包含底层油温、顶层油温两个测量点，分别测量变压器内部顶层油温、底层油温、以及其他内部外油道测温点处的温度相C C较于环境温度的温升值，记为校验温升向量ΘC＝[θtop,θbottom…]；

S4、基于热路法，分析获得变压器在正常而定负载下的运行情况下，其内部各位置的温度，获得变压器的正常温升计算向量ΘΝ；

S5、根据S2中的实测温升向量ΘΜ，以及S44步骤正常运行情况下的计算温升向量ΘΝ，D D D D构建变压器过热性故障温升向量Θ ＝ΘΜ–ΘΝ＝[θ1,θ2…θn]；

T

S6、构建变压器过热性故障温升阈值向量Θ ；

S7、在上述定位出的故障具体区段内，进一步确定过热的严重程度，即故障点的具体温升值。

2.根据权利要求1所述的基于温度场快速计算的变压器过热性故障诊断评估方法，其特征在于：所述S4包括以下步骤：

S41、按照建立变压器内部热场的热路计算模型；其中，ΦIRON,i为铁芯发热的等效电流源，其大小为按照S1中划分出的其中第i段铁芯的发热功率值；ΦL,i为低压绕组发热的等效电流源，其大小为按照S1中划分出的其中第i段低压绕组的发热功率值；ΦH,i为高压绕组发热的等效电流源，其大小表示按照S1中划分出的其中第i段高压绕组的发热功率值；各电阻Rxx表示对应热流路径上的热阻；结点对应三类位置：θiron,i表示第i段铁芯的温升；θiron,bot表示铁芯底部温升；θL,i表示第i段低压绕组的温升；θL‑H,i表示第i段高低压绕组中间油隙的温升；θH,i表示第i段高压绕组的温升；θoil,i表示第i段外油道的温升；θoil,bot表示底层油温；

θoil,top顶层油温；θsurf,i表示第i段外壳的温升；θsurf,bot表示外壳底部温升；

S42、依照所分析的目标变压器的具体铭牌参数，将ΦIRON,i设为P0/3/n，P0代表该变压器2

的空载损耗铭牌值；ΦL,i＝ILRL/n，IL代表低压绕组的额定电流，RL代表低压绕组的直流电2

阻；ΦH,i＝IHRH/n，IH代表高压绕组的额定电流，RH代表高压绕组的直流电阻；各热阻根据热流实验测定；

S43、将热路视为电路，在按照S41‑S42确定图中所有的电流源及电阻之后，采用结点电压法，列写出结点电压方程Gθ＝Φ，即：θ向量中按照一定的顺序依次排入，除参考接地结点以外的所有结点的电位，各节点均按此顺序编号；在此顺序下，Gxx＝1/Rxx表示对应结点的自电导，以及各结点之间的互电导，它们由确定的电阻推出，参见结点电压法的规定；对应上述顺序，Φ向量中依次排入与各结‑1点关联的电流源；求解方程，得出电路中所有结点的电位，即θ＝G Φ；

S44、在上述计算结果中，分别提取出对应S2中变压器油箱壁的n个位置处的温升值，并N N N

将它们组成变压器正常运行情况下的计算温升向量ΘΝ＝[θ1,θ2…θn]。

3.根据权利要求1所述的基于温度场快速计算的变压器过热性故障诊断评估方法，其特征在于：所述S6包括以下步骤：

S61、将第m段中，m＝1…n，分别代表铁芯损耗、低压绕组损耗、高压绕组损耗的三个电流源ΦIRON,m、ΦL,m、ΦH,m分别单次替换为电压源，用以模拟第m段单独发生铁芯过热、低压绕组短路过热、高压绕组短路过热的这三种过热性故障的情况，电压源的电压大小对应过热性故障的发生时过热点的温升值，根据相关标准规定，将其设置为最轻微的过热故障温升

150℃；

S62、针对上述分别加入铁芯损耗、低压绕组损耗、高压绕组损耗的过热性故障之后的三种情况下的热路，分别列写出含有故障的修正结点电压方程G′θ′＝Φ′，设在S61所选取的第m段中，某次被替换的电流源与结点i关联：式中，Ui为替换电流源的电压源，其值为150；

‑1

计算得出电路中所有结点的电位θ′＝G′Φ′；提取θ′向量中，区段的上方相邻油箱外N壁结点的温升计算值θsurf,m+1，与其正常运行状态下的温度θ m+1的差值，取这三种情况下该N T差值的最小值，即min(θsurf,m+1–θm+1)作为这层绕组区段的过热性故障温升阈值θm；

T

S63、针对下一段，即m＝m+1，重复S61‑S62，获得θ m+1，直至遍历完所有n个区段；将上述T T T T各次计算得到的过热性故障温升阈值，组成过热性故障温升阈值向量Θ ＝[θ1,θ2…θn]；

S64、构建变压器过热性故障定位向量P＝[p1,p2…pn]；该向量中各元素的取值依照如D T

下规则：依次比较各温度分析点温升向量Θ 和热缺陷阈值向量Θ 中对应位置元素大小；当D D T TΘ 中的某一元素θ i小于Θ 中对应元素θi时，则pi＝0，表明该元素所对应的区段下方未发生过热性故障；否则，pi＝1，表明元素所对应的区段下方发生了过热性故障；当某区段发生过热性故障时，该区段上方的值为1而下方的值为0，定位出变压器热缺陷故障所在的绕组区段。

4.根据权利要求1所述的基于温度场快速计算的变压器过热性故障诊断评估方法，其特征在于：所述S7包括以下步骤：

S71、对应上述S64步骤确定的过热性故障区段，将该区段内的上述S61中的铁芯损耗、低压绕组损耗、高压绕组损耗的电流源替换为三个电压源，这三个电压源的电压大小为待求量，分别设为Ux1、Ux2、Ux3，并假定这三个电压源的位置分别与的结点i、j、k关联，在此情况下，列写出含故障的修正结点电压方程G"θ"＝Φ"，即：‑1

求解得出θ"＝G" Φ"；其中，θ"向量中的各元素均被表示为了关于待求变量Ux1、Ux2、Ux3的线性组合表达式；

S72、基于S3中，所确定的目标变压器外油道范围内的测温点的布置情况，根据S3中的校验温升向量ΘC，在S71求得的θ"向量中，提取出对应ΘC各位置处的温升表达式，至少包括底层油温、顶层油温两个测温点θoil,bot、θoil,top，组成待求向量Θx＝[θoil,bot，θoil,top…]，构建如下的最优化模型：J＝min||Θx‑ΘC||2  (4)

S73、采用任一最优化求解算法，求解上述模型，得出Ux1、Ux2、Ux3的最优解，即为这个故障区段内，铁芯、低压绕组、高压绕组的具体故障温升数值，完成对变压器过热性故障严重程度的定量诊断。