[發明專利]基于多源數據的配電變壓器健康在線診斷方法及設備

在審

• 申請號: 202011184991.5
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112327220A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 陳晶騰;林立乾;李慧斌;何鋒;陳友恒;林宇澄;林志東;徐升;陳芳;蔣東伶;王天昭
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司莆田供電公司;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62;G01R31/72
• 代理公司: 福州科揚專利事務所 35001
• 代理人: 李曉芬

本發明涉及基于多源數據的配電變壓器健康在線診斷方法，包括以下步驟：確認待診斷的配電變壓器；獲取待診斷的配電變壓器運行數據；獲取與所述待診斷的配電變壓器對應的變電站母線出線運行數據；構造潮流流經變電站母線至配電變壓器首端電力線路的第一等效模型；構造潮流流經配電變壓器的第二等效模型；根據所述變電站母線出線運行數據、第一等效模型，計算得到第二等效模型的輸入電壓；根據所述配電變壓器運行數據、第二等效模型、第二等效模型的輸入電壓，計算得到配電變壓器的內部等效阻抗；根據所述配電變壓器的內部等效阻抗與其額定阻抗的差值，構造效用函數；根據效用函數，構造隸屬函數；通過隸屬函數診斷配電變壓器的健康狀態。

技術領域

本發明涉及基于多源數據的配電變壓器健康在線診斷方法及設備，屬于電網自動化領域。

背景技術

配電變壓器是配電網的重要組成部分，具有分布廣、數量多、運行環境惡劣等特點。配電變壓器在長期運行過程中，受短路電流和重載等因素影響導致繞組變形，從而導致絕緣破壞。目前變壓器的繞組變形在線診斷方法的實現主要依靠加裝在線監測裝置。而對于數量巨大的配電變壓器，需要加裝大量的在線監測裝置，經濟性低。

公開號為CN107290041A的《一種基于相空間重構和KPCM聚類的變壓器繞組松動狀態監測方法》公開了從變壓器振動信號的動力學特性出發，通過計算嵌入維數和時間延遲，對變壓器振動信號進行相空間重構；然后針對重構信號的高維空間分布，使用KPCM聚類方法對相軌跡的分布模式進行識別，據此對繞組松動狀態進行監測。但該發明仍然需要在變壓器箱體表面設置多個振動傳感器。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供基于多源數據的配電變壓器健康在線診斷方法及設備，根據電網系統中存有的大量配電變壓器和其對應的變電站母線出線運行數據，計算配電變壓器的內部等效阻抗。再根據內部等效阻抗與額定阻抗的差值，通過效用函數和隸屬函數在線診斷配電變壓器的健康狀態，無需加裝在線監測裝置。

本發明的技術方案如下：

技術方案一：

基于多源數據的配電變壓器健康在線診斷方法，包括以下步驟：

確認待診斷的配電變壓器；

獲取待診斷的配電變壓器運行數據；獲取與所述待診斷的配電變壓器對應的變電站母線出線運行數據；

構造潮流流經變電站母線至配電變壓器首端電力線路的第一等效模型；構造潮流流經配電變壓器的第二等效模型；

根據所述變電站母線出線運行數據、第一等效模型，計算得到第二等效模型的輸入電壓；

根據所述配電變壓器運行數據、第二等效模型、第二等效模型的輸入電壓，計算得到配電變壓器的內部等效阻抗X_T；

根據所述配電變壓器的內部等效阻抗X_T與其額定阻抗X_額定的差值，構造用于量化分析配電變壓器變形程度的效用函數x；根據效用函數x，構造用于診斷配電變壓器健康情況的隸屬函數λ(x)；

通過隸屬函數λ(x)診斷配電變壓器的健康狀態。

進一步的，將故障沖擊次數超過第一閾值的配電變壓器與平均負載率超過第二閾值的配電變壓器確認為待診斷的配電變壓器。

進一步的，計算得到第二等效模型的輸入電壓的具體步驟為：

將潮流從變電站母線至配電變壓器首端的電力線路劃分為多段，根據第一等效模型，按順序計算每段線路的輸出電壓，將最后一段線路的輸出電壓等效為第二模型的輸入電壓。

進一步的，所述求解X_T的具體步驟為：