[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201410549501.5
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104330019A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳國珍;何菲;孫素娟;郝治國;張曉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)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(xué)
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 泰州地益專利事務(wù)所 32108
• 代理人: 王楚云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力設(shè)備監(jiān)測領(lǐng)域，涉及一種基于短路故障錄波信息的變壓器繞組變形判別方法。

背景技術(shù)

電力變壓器作為電力系統(tǒng)電能傳輸中的樞紐設(shè)備，其故障會對電力系統(tǒng)供電可靠性和運行穩(wěn)定性帶來嚴重影響。歷年變壓器故障統(tǒng)計資料表明，繞組短路強度不足造成的繞組變形已經(jīng)成為變壓器健康和故障隱患的重要表現(xiàn)形式，其損壞率約占整個變壓器故障的60％～70％。

傳統(tǒng)的繞組變形檢測方法有測量變壓器頻率響應(yīng)并比較其變化的頻率響應(yīng)法；通過施加低壓脈沖并比較響應(yīng)變化的低壓脈沖法；測量變壓器短路電抗并與歷史數(shù)據(jù)比較的短路電抗法。這些方法雖各有可取之處，但也各有弊端：頻率響應(yīng)分析法的測試重復(fù)性比較好，但是對待測試繞組首端故障不靈敏，尤其對變壓器首端餅間故障測試不靈敏，同時對變壓器各處故障的靈敏度也不一樣；低壓脈沖法在間隔時間較長時，重復(fù)性不好，測試系統(tǒng)中出口引線的長短對測試重復(fù)性影響較大，對測試變壓器繞組的首端故障不靈敏，尤其對變壓器首端餅間故障不靈敏，而且對變壓器各處故障的靈敏度也不一樣；短路電抗法需要動用龐大的實驗設(shè)備，且費時、費力，靈敏度也不高，難以保證測量精度，誤診率高達40％，在現(xiàn)場使用有很大困難。應(yīng)用于現(xiàn)場的繞組變形診斷技術(shù)尚處在離線檢測階段，需變壓器退出運行，且試驗周期長、現(xiàn)場干擾大，發(fā)現(xiàn)異常時經(jīng)常需要進行吊罩檢查，大大降低變壓器運行效率。

而變壓器故障錄波裝置作為變壓器暫態(tài)過程記錄的重要設(shè)備，在正常狀況下不啟動，只有在發(fā)生震蕩或是故障時才進行錄波，其主要功能是自動采集存儲變壓器經(jīng)受短路電流前后電壓電流及開關(guān)量數(shù)據(jù)，以便分析和研究；通常，110kV及以上的電廠和重要110kV變電站、220kV及以上電壓等級的變電站，均配置足夠容量的錄波裝置，來檢測記錄有關(guān)交流量和開關(guān)量；故可以將故障錄波器應(yīng)用于變壓器繞組變形在線檢測中，節(jié)省設(shè)備和投資，簡單方便。

發(fā)明內(nèi)容

變壓器漏電感的大小僅與繞組的形狀、幾何尺寸和位置有關(guān)，而與變壓器鐵芯飽和程度無關(guān)，因此繞組漏電感參數(shù)可作為判斷繞組是否變形量的理論依據(jù)。將故障錄波器應(yīng)用于變壓器繞組變形的在線監(jiān)測，充分利用故障發(fā)生前后的錄波數(shù)據(jù)，對表征變壓器繞組狀態(tài)參數(shù)——漏電感進行辨識，根據(jù)漏電感偏差量的大小，判別變壓器繞組的變形情況，可以有效實現(xiàn)對變壓器繞組形態(tài)的掌控，對提高變壓器安全穩(wěn)定可靠運行具有重要意義。

本發(fā)明的目的是提出一種基于短路故障錄波數(shù)據(jù)的變壓器繞組變形判別方法，該方法通過實時提取故障錄波器記錄的故障前后的變壓器繞組原副邊兩側(cè)的電壓電流信息，將辨識得到的故障后的繞組參數(shù)相對于參數(shù)基準值(利用故障前數(shù)據(jù)參數(shù)辨識得到)的偏差量作為判別繞組是否發(fā)生形變以及形變程度的特征量，作為變壓器運行時監(jiān)控策略調(diào)整的依據(jù)，實現(xiàn)繞組狀態(tài)的，有效地減少由于繞組亞健康積累造成繞組事故，防患于未然，提高變壓器運行的安全性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于短路故障錄波信息的變壓器繞組變形判別方法，包括以下步驟，

(A)故障錄波裝置對現(xiàn)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(yīng)變壓器繞組狀態(tài)的參數(shù)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(jù)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(guān)的維護或嚴重時直接退出運行。

作為本發(fā)明較佳的實施例，所述的步驟(B)中的繞組參數(shù)的辨識方法如下：

原副邊繞組電壓方程為：