[發明專利]一種單相電力變壓器的測試方法及其測試系統

在審

• 申請號: 201711456107.7
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107884670A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 蔡長虹;紀昆;江啟芬
• 申請（專利權）人: 揚州華鼎電器有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G06F17/50;G06N3/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 沈良菊

1.一種單相電力變壓器的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）構建待測變壓器的等效電路模型；

（2）測試系統中的中央處理器對測量傳感器傳輸過來的測試信號進行處理獲得等效電路模型的初始參數；

（3）將初始參數作為粒子群初始粒子參數輸入給粒子群優化算法，粒子群優化程序啟動；

（4）將測量系統輸出的測試信號作為信號增強器的輸入，測試系統中的測量傳感器將變壓器對不同信號做出的反應結果實時輸入給粒子群優化程序，通過粒子群優化程序得到優化后的變壓器的等效電路模型的參數值；

（5）確定變壓器的鐵磁損耗計算模型；

（6）建立變壓器等效電路模型中的損耗電阻R以及次級線圈主電感X的特征曲線；

（7）計算出變壓器在額定工作條件下的電壓誤差和相角位移；

（8）根據變壓器的標稱變壓比和以上步驟得到的模型信息計算并輸出變壓器精度等級和誤差曲線。

2.根據權利要求1所述的一種單相電力變壓器的測試方法，其特征在于，所述步驟（1）中，變壓器的等效電路模型包括供電端，所述供電端的高壓端連接等效電容的正極和電感L1的一端，電感L1的另一端連接等效電阻R1一端，等效電阻R1的另一端連接等效電感X1的一端，等效電感X1的另一端連接損耗電阻R、次級線圈主電感X和等效電阻R2的一端，等效電阻R2的另一端連接等效電感X2的一端，等效電感X2的另一端為變壓器輸出的高壓端，所述損耗電阻R和次級線圈主電感X的另一端與變壓器的接地端連接，等效電容的另一端接地。

3.根據權利要求1所述的一種單相電力變壓器的測試方法，其特征在于，所述步驟（2）中，利用對變壓器輸入端的短路和斷路測試，獲得等效電路模型中的初始參數。

4.根據權利要求1所述的一種單相電力變壓器的測試方法，其特征在于，所述步驟（4）中，使用所述粒子群優化算法對變壓器的等效電路模型中的參數進行優化，具體包括以下步驟：

1）利用等效電路模型中的初始參數進行最初系統辨識；

2）初始化一個種群，隨機賦予每個粒子的初始位置和速度，將每個粒子賦予目標函數所對應的值，并根據初始模型參數得到非占優解的粒子，求出初始適應度值，然后再當前的搜索空間每個粒子根據其目標函數值進行坐標定位，初始化每個粒子的記憶及局部最優解和全局最優解；

3）根據記憶來更新每個粒子的位置和速度，得到新的模型參數值；

4）根據更新后得到的測量數據來檢測模型參數值并更新約束空間；

5）判斷每個粒子在問題的搜索空間中有無超出約束空間，有則重新回到

步驟3），沒有則重新評估群中的每個粒子的適應度值；

6）根據每個粒子的適應度值比較和更新局部最優解和全局最優解，得到每個粒子飛行的記憶包括新的速度和方向；

7）檢查最大迭代數有無滿足終止條件，無則重新回到步驟3繼續迭代，有則終止迭代，輸出最優解。

5.根據權利要求1～4任一項所述的一種單相電力變壓器的測試方法，其特征在于，所述步驟（5）中，鐵磁損耗計算模型為：

其中，P是損耗的功率，單位為W，Ｌ是常量，ｆ是信號頻率（Hz），φ是磁通量（Wb），ｘ和ｙ是需要確定的指數參數；利用步驟（4）中獲得的優化后的等效電路模型并進一步通過測量并記錄變壓器對不同測試信號的反應結果，具體的為，在相同的磁通量條件下，不同頻率的信號測試，然后再在另一磁通量的條件下重復不同頻率的信號測試，這樣通過數據迭代的方式模擬確定出Ｌ、ｘ和ｙ的數值。

6.根據權利要求5所述的一種單相電力變壓器的測試方法，其特征在于，所述步驟（6）中，建立變壓器等效電路模型中的損耗電阻R以及次級線圈主電感X的特征曲線具體的為，根據步驟（5）中建立的鐵磁損耗計算模型，結合測量裝置測量得到的初級輸入端和次級輸出端的電壓電流值，利用靜態損耗電阻（常數量）和動態損耗電阻（電壓變化下得到的電阻）的分別計算，確定等效損耗電阻R以及次級線圈等效主電感X隨不同電壓不同頻率下的特征曲線。