[发明专利]一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备监测领域，涉及一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法。

背景技术

电能的可靠传输、灵活分配以及安全可靠使用起着决定性的作用。在变压器运行过程中，其核心部件—绕组—不可避免的要受到短路电流引起的强电磁力冲击，可能使绕组局部或整体发生变形，从而使得变压器无法正常运行，因绕组变形导致的变压器事故率尤为突出，占变压器故障的绝大部分。

电力变压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸和形状发生不可逆的变化，包括轴向和径向尺寸的变化、器身位移、绕组扭曲、鼓包、匝间短路等；绕组变形一般有很多因素引起，包括内部原因(短路强度不足)和外部原因(短路冲击、运输碰撞、误操作等)。绕组变形具有隐蔽性、渐变性等特征，为了预知变压器健康隐患，实现故障的早期预防，延长变压器使用寿命，研究绕组变形程度及其特征描述就具有重要意义。

目前，应用于现场的绕组变形诊断技术，例如：频率响应法，低压脉冲法，短路阻抗法等，都是故障发生后的被动防御模式，属于离线检测法，不能提早发现变形缺陷，需变压器退出运行，且试验周期长、现场干扰大，发现异常时需要进行吊罩检查，大大降低变压器运行效率。另外，一些应用于现场的在线检测技术，如频率响应的在线监测方法、短路阻抗的在线监测方法以及基于漏电感变化量的在线监测方法，其判别精度目前尚达不到高可靠性和高灵敏性的要求，所以还需研究提高精度和可靠性的绕组判别方法。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种利用反映椭圆变化的特征量来判断绕组结构和位置是否发生形变，以及形变的严重程度，来对变压器采取相应的预警、检修和退出运行的操作，确保变压器安全稳定的运行。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、采集变压器两侧的电压电流数据；

2)、根据上述电压电流数据做出变压器的阻抗圆特性图；

3)、根据阻抗圆特性图计算阻抗圆特性对应椭圆的偏心率；

4)、对应诊断情况下椭圆的偏心率与正常运行情况下椭圆的偏心率计算比较得出偏心率变化量；

5)、根据偏心率变化情况，估计变压器绕组的状态。

前述的一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：步骤3)计算出变压器阻抗圆特性中椭圆的偏心率，包括以下步骤：

(1)、采集变压器三相原边电压信号、变压器三相副边电压信号、变压器三相原边电流信号、变压器三相副边电流信号；

(2)、根据采集到的三相电压电流数据，做出变压器各相电压降落与原边电流的关系图，该二维图形是一个椭圆形，该二维图形称为变压器阻抗圆特性图(Δu(u₁-u₂)-i₁)，其中u1、u2、i1分别为原边电压、副边电压和原边电流；

(3)、阻抗圆特性图中对应椭圆的偏心率其中a、b分别为椭圆的长轴和短轴。

前述的一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：步骤4)以正常运行情况下的偏心率e₀为基准值，进行偏心率变化量δe计算；e_k为诊断情况下偏心率。

前述的一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：步骤4)中正常运行情况下的偏心率e₀根据下述步骤计算得出：分别计算变压器负荷百分比不同、功率因数不同时对应阻抗圆的偏心率，然后将各偏心率数据相加求平均值。

前述的一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：步骤4)中诊断情况下偏心率e_k为变压器实时采集变压器两侧电压电流数据计算出的阻抗圆偏心率。

前述的一种基于阻抗圆特性的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：步骤5)中根据偏心率变化量δe的情况判断变压器绕组的状态，当δe≤3％时变压器绕组状态正常；当3％＜δe＜5％时变压器绕组轻度变形，应进行警示；当δe≥5％时变压器绕组重度变形，应发出报警及时检修。