[發明專利]基于失穩理論的電力變壓器低壓繞組抗短路能力安全性評價方法

在審

• 申請號: 202011323193.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112487624A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 聶鴻宇;歐強;劉睿;馮運;謝茜;張宗喜;李小蓉;李春年
• 申請（專利權）人: 特變電工衡陽變壓器有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/08;G06F113/04;G06F119/02
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 王政鈞

基于失穩理論的電力變壓器低壓繞組抗短路能力安全性評價方法，屬于電氣工程變壓器技術領域。該評價方法包含以下步驟：步驟一：短路電流密度合理性評價；步驟二：導線軸向等效柔度合理性評價；步驟三：繞組軸向等效柔度合理性評價；步驟四：幅向圓形失穩柔度合理性評價；步驟五：質量控制比例因子評估；步驟六：運行故障概率影響因素評估；步驟七：抗短路能力安全性量化評價。本發明首次提出設計參數、質量控制和運行故障概率的綜合評價方法，建立了變壓器采購、設計、監造和運行等環節關鍵參數評價系統，對于變壓器抗短路能力的安全性評價有較強的針對性和指導意義。

技術領域

本發明涉及電力變壓器技術領域，具體為一種適用于繞組抗短路能力安全性的評價方法。

背景技術

電力變壓器繞組抗短路能力決定了在一定時期內，特定短路電流下的安全可靠性。在國家標準動穩定強度要求范圍內，短路引起熱效應對動穩定的影響較小。若忽略此影響，短路可視為從短路時刻開始的一種“零狀態響應”沖擊，與短路故障前所帶負荷無關，但于變壓器繞組額定容量有密切的關聯。

國標1094.5-2008《電力變壓器承受短路能力標準》關于變壓器抗短路能力提出的一種承受短路動穩定能力的理論評估，考慮了變壓器基本參數、導線力學性能以及支撐關系等因素，是從變壓器自身的角度分析其可靠性，而且這種分析未考慮制造控制的差異性。同時，運行中的變壓器的復雜性遠高于出廠校核或出廠試驗條件，本例結合制造控制與現場運行的關鍵因素，提出基于失穩理論的電力變壓器低壓繞組抗短路能力安全性評價方法。

考慮變壓器作為電力系統重要的電氣設備，多繞組變壓器低壓繞組需要帶的負荷往往低于變壓器的總容量，在國家電網和南方電網220kV電壓等級以上的聯絡變壓器的低壓繞組容量一般只有全容量的1/2或1/3。個別地方低壓容量可能取到1/5全容量或更低，此種容量特點變壓器很多國外的變壓器更明顯。為了協調容量低，故障條件載流能力弱的問題，可使用提高中低阻抗的方法，沒有采取相應措施的變壓器將存在重大安全隱患。

發明內容

本發明提供了基于失穩理論的電力變壓器低壓繞組抗短路能力安全性評價方法，針對內繞組為低壓的多繞組電力變壓器，通過采集技術參數、特征參量加權評估的方法，其中質量控制比例因子特征量包括導線軸向等效柔度，、繞組軸向等效柔度、幅向圓形失穩柔度，本安全性評價是對設計參數、質量控制和運行故障概率的綜合評價，該評價方法包含以下步驟：

步驟一：短路電流密度合理性評價；

步驟二：導線軸向等效柔度合理性評價；

步驟三：繞組軸向等效柔度合理性評價；

步驟四：幅向圓形失穩柔度合理性評價；

步驟五：基于步驟二至步驟四特征量的質量控制比例因子進行評估，并得出評估值；

步驟六：運行故障概率影響因素評估，并得出評估值；

步驟七：將步驟一至步驟六所獲得的評估值進行加權綜合評價，得出最終計算分值。

其中，步驟一中短路電流密度合理性評估采用如下公式：

式中：ρSC-低壓繞組的短路電流密度，A/mm2；

ISC-流經低壓繞組的短路電流，A；

S-低壓繞組的載流面積，mm2；

K-短路電流倍數，K＝1/Uk，無量綱量；

Uk-折算至全容量下的短路阻抗，無量綱量；

ρN-低壓繞組的額定電流密度，A/mm2；

SN、SLV-變壓器額定全容量和低壓額定容量，kVA；

β-低壓額定容量占全容量的比例，無量綱量。