[發明專利]一種在運電力變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法

有效

• 申請號: 201711075086.4
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107966632B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 姚俊偉;楊星磊;何奇;項川;王春;鄧玲;謝瓊瑤
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力公司宜昌供電公司
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明提出一種在運電力變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法，涉及電力系統領域。該方法根據待評電力變壓器最后一次內繞組變形測試結果，計算內繞組變形狀態量影響因子，修正電力變壓器內繞組每個線餅的輻向臨界失穩強度公式；分別獲取對內繞組輻向臨界失穩強度有影響的尺寸參數設計值及容差范圍以及經驗參數取值范圍，得到該電力變壓器內繞組每個線餅的輻向臨界失穩強度概率密度函數。通過仿真模型，得到電力變壓器最嚴重短路下短路電流峰值并計算內繞組每個線餅最大輻向短路電動力；計算該電力變壓器的內繞組輻向可靠度，最終得到內繞組輻向抗短路能力等級。本發明能夠直觀體現在運電力變壓器內繞組輻向抗短路能力，具有很高的實用性。

技術領域

本發明屬于電力系統運行安全技術領域，更具體地涉及一種在運電力變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法。

背景技術

電力變壓器作為電網中最昂貴最重要的設備，電力變壓器的健康水平和運行狀況好壞直接關系到電網運行的安全與穩定。近些年隨著電網容量和電壓等級的提高，變壓器短路故障導致的惡性事故不斷增加，這種情況已直接威脅到電網安全運行。變壓器在突發短路故障時，繞組內流過很大的短路電流，從而使線圈受到很大的電動力，這可能會導致變壓器繞組的永久變形、機械強度下降等。另外，考慮到變壓器的內繞組是抵抗短路電動力的薄弱環節，尤其是輻向失穩已成為繞組耐受短路的重要問題，所以對電力變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法的研究顯得尤為重要。

目前，國內外研究者針對變壓器內繞組輻向抗短路能力做了大量的研究，關于變壓器內繞組的輻向短路電動力以及輻向臨界失穩強度已經有了廣泛認可的計算方法，并在此基礎上提出了變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法。現有的評估方法在參考大量標準規程和實例計算的基礎上，給出了輻向短路電動力以及輻向失穩強度的計算方法，進而通過構造安全系數(即輻向臨界失穩強度與最大幅向短路力之比)來對變壓器內繞組輻向抗短路能力進行評估。然而，已有的評估方法多是針對剛出廠的變壓器繞組進行檢測評估的，檢測通過方可投入運行，但是，變壓器在經過長期運行之后，其繞組的機械強度及抗短路能力較出廠時均會有所下降，出廠時的評估結果并不能準確反映在運電力變壓器內繞組的實際抗短路能力，對于長期運行后的電力變壓器仍采用出廠時的各技術參數來計算內繞組輻向失穩強度會導致評估結果與實際情況不符。同時，這些評估方法大多未考慮到變壓器在實際制造過程中的種種原因導致其內繞組強度服從某一分布而不是一個定值，這會使得評估結果略高于實際變壓器內繞組輻向抗短路能力。最后，現有的評估方法大多基于安全系數來評估變壓器內繞組輻向抗短路能力，難以直觀地看出變壓器在承受突發短路時內繞組發生輻向失穩故障的概率。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種在運電力變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法。本發明充分考慮到電力變壓器出廠時其內繞組機械強度不一，并且能夠直觀地體現其內繞組輻向失穩概率，具有很高的實用性。

本發明提出的一種在運電力變壓器內繞組輻向抗短路能力的評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)選擇任一在運電力變壓器作為待評電力變壓器，根據該電力變壓器在評估前最后一次進行的內繞組變形測試的測試結果，計算內繞組變形狀態量影響因子K_τ，并根據影響因子K_τ修正電力變壓器的內繞組每個線餅的輻向臨界失穩強度公式；所述內繞組變形測試包括：頻率響應測試、繞組間電容量測試和短路阻抗測試；

2)根據待評電力變壓器的設計文件獲得對電力變壓器的內繞組輻向臨界失穩強度有影響的尺寸參數的設計值及其容差范圍，根據日本變壓器專業委員會編撰的《變壓器線圈短路時的機械強度》，獲得對電力變壓器的內繞組輻向臨界失穩強度有影響的經驗參數的取值范圍，基于蒙特卡洛模擬理論得到該電力變壓器的內繞組每個線餅的輻向臨界失穩強度概率密度函數