電力變壓器繞組變形的判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力設(shè)備監(jiān)測領(lǐng)域，涉及一種電力變壓器繞組變形的判別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變壓器是聯(lián)系各個電壓等級以及進行電能轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，運行中承受短路電流 所產(chǎn)生的電動力和在運輸過程中發(fā)生碰撞等原因引起的繞組變形占變壓器故障的很大部 分，并且具有漸變性和隱蔽性，不容易引起工作人員的足夠重視和及時的維修。
[0003] 目前應用于現(xiàn)場的變壓器繞組變形判別方法主要有頻率響應分析法，短路阻抗 測試法，低壓脈沖法等等，都是離線檢測方法，在一定程度上給繞組變形提供相應的指標， 也在實際操作中有相關(guān)的應用，但是對變壓器繞組輕微變形的累積效應不能明確的給出鑒 另IJ，同時需要變壓器退出運行，實時性無法保證，還消耗大量人力物力資源，操作也相當?shù)?耗時費力。在線監(jiān)測方法主要有頻率響應在線監(jiān)測，基于漏電感參數(shù)辨識的在線監(jiān)測法等。 其中頻率響應在線監(jiān)測方法被廣泛的應用于檢測變壓器的各種內(nèi)部故障，對測試者的經(jīng)驗 要求比較高，需要有豐富的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗來確定故障類型以及故障位置，故也存在一定的 隨機性和不準確性。基于漏電感參數(shù)辨識的在線監(jiān)測法是對短路阻抗法的一種改進和發(fā) 展，實時采集變壓器運行的數(shù)據(jù)，在計算機內(nèi)分析計算漏電感的變化量，根據(jù)變化量判斷繞 組的狀態(tài)，可以一定程度上實現(xiàn)在線監(jiān)測，對數(shù)據(jù)的實時采集和計算精度要求比較高。
[0004] 故本文所提出的變壓器阻抗圓特性，根據(jù)在不同繞組狀態(tài)下，特性圓所呈現(xiàn)的不 同特征，來判斷繞組是否發(fā)生變形，以及形變的程度；阻抗圓特性是一個橢圓，故可以根據(jù) 表征橢圓特性的偏移角去衡量阻抗圓的變化情況，以此判斷繞組的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明公開了一種電力變壓器繞組變形的判別方法，該方法利用變壓器原副邊的 電壓電流信息，做出電壓降落與原邊電流的變壓器阻抗圓特性，根據(jù)在正常運行和各種故 障情況下，對應阻抗圓形狀的改變，利用反映橢圓變化的特征量一偏心率來判斷繞組結(jié)構(gòu) 和位置是否發(fā)生形變，以及形變的嚴重程度，據(jù)此采取措施，對變壓器采取相應的預警、檢 修和退出運行的操作，確保變壓器安全穩(wěn)定的運行。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種電力變壓器繞組變形的判別方法，根據(jù)做出的變壓器阻抗圓特性圖，求出偏移角 的變化量，據(jù)此判斷變壓器繞組是否發(fā)生形變以及形變的嚴重程度。
[0007] 具體步驟如下： (A) 實時采集變壓器分接頭調(diào)節(jié)信號以及變壓器原邊、變壓器副邊兩側(cè)電壓電流信號 UA、UB、Uc、1A、1B、l c，Ua、Ub、Uc、la、l b、Ic; (B) 根據(jù)采集到的電壓電流數(shù)據(jù)，做出變壓器的阻抗圓特性圖（ AuCu1- U2)-)； 其中U1, u2, !L1，分別為原邊電壓，副邊電壓和原邊電流； (C) 求出阻抗圓特性對應橢圓的偏移角# ; (D) 以正常運行情況下的偏心角尋為基準值，進行偏心率變化量的計算：
(E) 根據(jù)偏心率變化量的情況，估計變壓器繞組的狀態(tài)。
[0008] 本發(fā)明利用采集到的變壓器兩側(cè)故障前后的電壓電流數(shù)據(jù)，做出變壓器的阻抗圓 特性，根據(jù)反應阻抗圓特性變化的指標-偏移角的變化量，來判別繞組的狀態(tài)，判斷繞組處 于正常狀態(tài)或是發(fā)生了相應的形變，及時采取措施，警惕再發(fā)生其他故障，特別是防止變壓 器出口出短路故障，嚴重時退出運行，安排檢修。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明的電力變壓器繞組變形的判別方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明的電力變壓器繞組變形的判別方法的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為一阻抗圓特性圖。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能 更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0011] 如圖1所示，一種電力變壓器繞組變形的判別方法，本方法利用采集到的變壓器 兩側(cè)故障前后的電壓電流數(shù)據(jù)，做出變壓器的阻抗圓特性，根據(jù)反應阻抗圓特性變化的指 標偏心率的變化量，來判別繞組的狀態(tài)。
[0012] 現(xiàn)用三相雙繞組變壓器的動態(tài)模擬實驗來驗證所述變壓器繞組狀態(tài)判別方法。試 驗系統(tǒng)主要由試驗變壓器以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、負荷以及開關(guān)組成，采樣頻率為10kHZ，試驗 變壓器是由三個單相變壓器組成的三相雙繞組變壓器，Y/dll接法，額定容量2kVA，原、副 邊繞組電壓均為220V，空載電流I0%=1. 17,空載損耗；短路電壓，短路損耗，具體步驟如 下： (A) 實時采集變壓器分接頭調(diào)節(jié)信號以及變壓器原邊、變壓器副邊兩側(cè)電壓電流信號 UA、UB、Uc、1A、1B、l c，Ua、Ub、Uc、la、l b、Ic; (B) 根據(jù)采集到的電壓電流數(shù)據(jù)，因為變壓器的三相對稱性，現(xiàn)以A上為例，做出變壓 器的阻抗圓特性圖（- u〇a)- Li); 其中ual，ua2, ial，分別為原邊電壓，g[J邊電壓和原邊電流； (C) 按圖3所示的阻抗圓特性圖中對應橢圓的偏移角分別求出變壓器負荷百分比 不同，功率因數(shù)不同時對應阻抗圓的偏移角，由計算結(jié)果可知，在變壓器正常運行情況下偏 移角是保持不變的。
[0013] (D)以正常運行情況下的偏心角元為基準值，進行偏心率變化量的計算：
求出繞組變形時對應阻抗圓的偏移角，計算結(jié)果如表1所示，明顯可以看出變壓器繞 組變形時，故障相偏移角會發(fā)生變化，非故障相變化量很小可以忽略不計。
[0014] 表1 :繞組變形時故障相和非故障相阻抗圓特性的偏心率變化量 (a) 故障相參數(shù) (b) 非故障相參數(shù)
(E)根據(jù)偏心率變化量?；?的情況，估計變壓器繞組的狀態(tài)。
[0015] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種電力變壓器繞組變形的判別方法，其特征在于：根據(jù)做出的變壓器阻抗圓特性 圖，求出偏移角的變化量，據(jù)此判斷變壓器繞組是否發(fā)生形變以及形變的嚴重程度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變壓器繞組變形的判別方法，其特征在于，按照如下步 驟： (A) 實時采集變壓器分接頭調(diào)節(jié)信號以及變壓器原邊、變壓器副邊兩側(cè)電壓電流信號 UA、UB、Uc、1A、1B、lc，Ua、Ub、Uc、la、lb、Ic; (B) 根據(jù)采集到的電壓電流數(shù)據(jù)，做出變壓器的阻抗圓特性圖（ /^.AU1-U2)-I1 )； 其中U1, u2, ii，分別為原邊電壓，副邊電壓和原邊電流； (C) 求出阻抗圓特性對應橢圓的偏移角史； (D) 以正常運行情況下的偏心角今為基準值，進行偏心率變化量的計算：(E) 根據(jù)偏心率變化量的情況，估計變壓器繞組的狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力變壓器繞組變形的判別方法，該方法利用變壓器原副邊的電壓電流信息，做出電壓降落與原邊電流的關(guān)系圖，即變壓器的阻抗圓特性圖，該二維圖形是相對于坐標軸有一定旋轉(zhuǎn)（該旋轉(zhuǎn)角為偏移角）的橢圓形，根據(jù)在正常運行和故障情況下，對應阻抗圓形狀的改變，利用反映橢圓變化的特征量—偏移角來判斷繞組結(jié)構(gòu)和位置是否發(fā)生形變，以及形變的嚴重程度，據(jù)此采取措施，對變壓器采取相應的預警、檢修和退出運行的操作，確保變壓器安全穩(wěn)定的運行。
【IPC分類】G01R31/06, G01B7/16
【公開號】CN105136016
【申請?zhí)枴緾N201510609853
【發(fā)明人】何菲, 孫素娟, 陳國珍
【申請人】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
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月22日