[发明专利]基于故障录波数据的变压器直流偏磁电流计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的输变电领域，涉及高压直流输电工程在单极大地回线运行方式下，导致变压器中性点直流偏磁工况下中性点直流电流、基波电流、各次谐波电流和有效值电流的计算方法和计算系统。

背景技术

随着高压直流输电工程投运越来越多，接地极的选址、建设和投运也越来越重要。在高压直流输电工程单极大地回线运行方式下，接地极注入电流会导致极址周围的大地呈现一定程度的电位梯度，并以极址为中心以同心圆径向方向往外辐射。距离接地极一定距离内的两台中性点直接接地的变压器，中性点电位出现压差，从而导致直流偏磁现象。直流偏磁从一台变压器中性点进入架空线路，并从另一台变压器中性点回流大地。直流偏磁会给变压器励磁造成危害，铁心工作点会从线性区进入饱和区，励磁电流急剧增加，谐波增多，并由此导致变压器漏磁、过热、噪声和振动等系列危害。

文献检索发现，目前对直流偏磁的研究多集中在电网拓扑结构影响、地电位的有限元分析、基本磁化曲线的工作点偏移等理论计算，还没有从生产现场故障录波数据角度进行直流偏磁电流和谐波电流的计算与分析。

直流偏磁现象出现时，变压器会触发饱和告警的故障录波，变压器中性点霍尔单元传感器会监测到交直流叠加的录波波形数据。目前，溪洛渡右岸送电广东直流工程从西换流站已经监测到若干次直流偏磁触发的故障录波信号。录波信号往往包含有丰富的信息，对录波进行数据的转存、信号变换和计算会获得丰富的信息，对设备安全稳定运行尤为重要。

此外，在换流变压器中，YY型换流变压器和YD型换流变压器各三台为一组，以一个中性点直接接地。故此在分析换流变压器中性点录波数据时，要根据换流变压器YY和YD型而分别进行计算。目前的文献中还没有对换流变压器故障录波的直流偏磁电流进行计算分析。

因此，现有针对生产现场变压器的直流偏磁现象的数据分析，亟需进一步发展和改进。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的之一在于提供本一种基于故障录波数据的变压器直流偏磁电流计算方法，旨在解决现有的故障录波数据未能实现的自动化处理直流偏磁数据分析的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于故障录波数据的变压器直流偏磁电流计算方法，其包括以下步骤：

获取变压器直流偏磁饱和告警时的故障录波数据信号，形成录波波形文件；

将所述录波波形文件转换成ASCII码数据文件；

依据所述ASCII码数据文件，挑选出变压器中性点电流的ASCII码数据；

基于离散傅里叶变换，根据所述变压器中性点电流的ASCII码数据计算直流电流、基波电流和各次谐波电流分量；

根据所述直流电流、基波电流和各次谐波电流分量的计算结果获取直流电流、基波电流和各次谐波电流分量的频谱图；

根据所述变压器中性点电流的ASCII码数据计算电流有效值。

所述变压器包括YY换流变压器和YD换流变压器，所述ASCII码数据文件包括YY换流变压器的ASCII码数据文件和YD换流变压器的ASCII码数据文件。

所述ASCII码数据文件的文件格式为Rich Text Format，文件后缀名为.RTF，计算机调用时的后缀名为.DAT。

所述故障录波数据信号通过霍尔单元传感器进行采集。

霍尔单元传感器采集的故障录波数据信号为原始数据，所述原始数据和霍尔单元传感器二次侧数据值之间存在第一变比，所述原始数据与第一变比的比值即为所述二次数据值，所述霍尔单元传感器二次侧数据值与霍尔单元传感器一次侧数据值之间存在第二变比，所述二次数据值与第二变比的乘积为所述霍尔单元传感器一次侧数据值。

所述基于离散傅里叶变换，根据所述变压器中性点电流的ASCII码数据计算直流电流、基波电流和各次谐波电流分量的方法包括以下步骤：

步骤1、基于连续函数的傅里叶变换公式