[發明專利]基于短路故障錄波信息的變壓器繞組變形判別方法

在審

• 申請號: 201410549501.5
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104330019A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 陳國珍;何菲;孫素娟;郝治國;張曉靜
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司泰州供電公司;西安交通大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 泰州地益專利事務所 32108
• 代理人: 王楚云

1.一種基于短路故障錄波信息的變壓器繞組變形判別方法，其特征在于：包括以下步驟，

(A)故障錄波裝置對現場模擬量的采樣時段可以分為三段：故障前、故障中和故障后，提取故障前和故障后的錄波信息；

(B)將變壓器原副邊的電壓回路方程整理和化簡后，利用遞推最小二乘辨識方法，分別利用故障前和故障后的信息，分為兩部分同時對反應變壓器繞組狀態的參數進行辨識，得到故障前繞組的漏電感值L_kq，和故障后的繞組的漏電感值L_kh；

(C)計算變壓器繞組的漏電感偏差量δL_k；

(D)根據漏電感偏差量δL_k診斷變壓器繞組存在何種程度的變形，并進行相關的維護或嚴重時直接退出運行。

2.根據權利要求1所述的變壓器外部故障下繞組狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟(B)中的繞組參數的辨識方法如下：

原副邊繞組電壓方程為：

u1=r1i1+L1di1dt+n1dΦmdtu2=r2i2+L2di2dt+n2dΦmdt---(1)]]>其中：

u₁為原邊繞組電壓，

u₂為副邊繞組電壓，

i₁為原邊繞組電流，

i₂為副邊繞組電流，

n₁為原邊繞組匝數，

n₂為副邊繞組匝數，

r₁為原邊繞組電阻，

r₂為副邊繞組電阻，

L₁為原邊繞組漏電感，

L₂為副邊繞組漏電感，

Φ_m為原邊繞組與副邊繞組的互感磁通；

利用變壓器原副邊電壓回路方程(1)，消去互感磁通，從而得到只包含原邊繞組、副邊繞組的電壓和電流的等值方程：

u1-nBu2=r1i1-nBr2i2+L1di1dt-nBL2di2dt---(2)]]>

其中考慮勵磁電流時，i₂＝-(i₁-i_m)，有：

u1-nBu2=r1i1+nB2r2(i1-im)+L1di1dt+nB2L2d(i1-im)dt=(r1+nB2r2)i1+(L1+nB2L2)di1dt-(nB2r2im+nB2L2dimdt)=rki1+Lkdi1dt-fm---(3)]]>

其中：

為繞組歸算到一次側的等值電阻，

為繞組歸算到一次側的漏電感，

為勵磁電流補償項，用相量的形式表達即為

其中為i_m的相量表達式；

由I·m=E·1rm+jωLm=U·1-(r1+jωL1)I·1rm+jωLm≈U·1rm+jωLm]]>得：

f·m≈nB2(r2+jωL2)U·irm+jωLm=aejθU·1---(4)]]>其中:r₂＜＜ωL₂、r_m＜＜ωL_m、a＝0.002、θ≈0；

將公式(3)作為變壓器繞組狀態參數辨識方程，利用遞推最小二乘法可實現對r_k、L_k的在線辨識，遞推最小二乘法辨識模型可表示為：

g1=rkg2=Lky(n)=u1(n)-nBu2(n)+fm(n)x1(n)=i1(n)x2(n)=i1(n+1)-i1(n-1)2ΔT---(5)]]>

其中：ΔT為采用間隔，i₁(n)、u₁(n)、u₂(n)為n時刻采樣值；

連續采樣n次，得到：

x1(1)g1+x2(1)g2=y(1)x1(2)g1+x2(2)g2=y(2).........x1(n)g1+x2(n)g2=y(n)---(6)]]>

由式(6)得到模型參數的最小二乘解g為：

g＝(X^TX)^-1X^TY???(7)為提高最小二乘的辨識精度，采用遞推估計的最小二乘法，即利用新引入的x₁(n+1)g₁+x₂(n+1)g₂＝y(n+1)對前次辨識結果g(n)進行修正，從而遞推地得到新的參數辨識值g(n+1)；

令p-1(n)=XnTXnp-1(n+1)=Xn+1TXn+1]]>

最小二乘遞推法表達式為：

g(n+1)=g(n)+F(n+1)[y(n+1)-x(n+1)g(n)]F(n+1)=P(n)xT(n+1)[x(n+1)P(n)xT(n+1)+I]-1P(n+1)=[I-F(n+1)x(n+1)]P(n)---(8)]]>設ε為辨識參數允許的誤差；

|g(n+1)-g(n)g(n)|<ϵ---(9)]]>不斷修正辨識結果直至式(9)成立，則辨識得到繞組參數。