[发明专利]一种单相电力变压器的测试方法及其测试系统

权利要求书

1.一种单相电力变压器的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）构建待测变压器的等效电路模型；

（2）测试系统中的中央处理器对测量传感器传输过来的测试信号进行处理获得等效电路模型的初始参数；

（3）将初始参数作为粒子群初始粒子参数输入给粒子群优化算法，粒子群优化程序启动；

（4）将测量系统输出的测试信号作为信号增强器的输入，测试系统中的测量传感器将变压器对不同信号做出的反应结果实时输入给粒子群优化程序，通过粒子群优化程序得到优化后的变压器的等效电路模型的参数值；

（5）确定变压器的铁磁损耗计算模型；

（6）建立变压器等效电路模型中的损耗电阻R以及次级线圈主电感X的特征曲线；

（7）计算出变压器在额定工作条件下的电压误差和相角位移；

（8）根据变压器的标称变压比和以上步骤得到的模型信息计算并输出变压器精度等级和误差曲线。

2.根据权利要求1所述的一种单相电力变压器的测试方法，其特征在于，所述步骤（1）中，变压器的等效电路模型包括供电端，所述供电端的高压端连接等效电容的正极和电感L1的一端，电感L1的另一端连接等效电阻R1一端，等效电阻R1的另一端连接等效电感X1的一端，等效电感X1的另一端连接损耗电阻R、次级线圈主电感X和等效电阻R2的一端，等效电阻R2的另一端连接等效电感X2的一端，等效电感X2的另一端为变压器输出的高压端，所述损耗电阻R和次级线圈主电感X的另一端与变压器的接地端连接，等效电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种单相电力变压器的测试方法，其特征在于，所述步骤（2）中，利用对变压器输入端的短路和断路测试，获得等效电路模型中的初始参数。

4.根据权利要求1所述的一种单相电力变压器的测试方法，其特征在于，所述步骤（4）中，使用所述粒子群优化算法对变压器的等效电路模型中的参数进行优化，具体包括以下步骤：

1）利用等效电路模型中的初始参数进行最初系统辨识；

2）初始化一个种群，随机赋予每个粒子的初始位置和速度，将每个粒子赋予目标函数所对应的值，并根据初始模型参数得到非占优解的粒子，求出初始适应度值，然后再当前的搜索空间每个粒子根据其目标函数值进行坐标定位，初始化每个粒子的记忆及局部最优解和全局最优解；

3）根据记忆来更新每个粒子的位置和速度，得到新的模型参数值；

4）根据更新后得到的测量数据来检测模型参数值并更新约束空间；

5）判断每个粒子在问题的搜索空间中有无超出约束空间，有则重新回到

步骤3），没有则重新评估群中的每个粒子的适应度值；

6）根据每个粒子的适应度值比较和更新局部最优解和全局最优解，得到每个粒子飞行的记忆包括新的速度和方向；

7）检查最大迭代数有无满足终止条件，无则重新回到步骤3继续迭代，有则终止迭代，输出最优解。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种单相电力变压器的测试方法，其特征在于，所述步骤（5）中，铁磁损耗计算模型为：

其中，P是损耗的功率，单位为W，Ｌ是常量，ｆ是信号频率（Hz），φ是磁通量（Wb），ｘ和ｙ是需要确定的指数参数；利用步骤（4）中获得的优化后的等效电路模型并进一步通过测量并记录变压器对不同测试信号的反应结果，具体的为，在相同的磁通量条件下，不同频率的信号测试，然后再在另一磁通量的条件下重复不同频率的信号测试，这样通过数据迭代的方式模拟确定出Ｌ、ｘ和ｙ的数值。

6.根据权利要求5所述的一种单相电力变压器的测试方法，其特征在于，所述步骤（6）中，建立变压器等效电路模型中的损耗电阻R以及次级线圈主电感X的特征曲线具体的为，根据步骤（5）中建立的铁磁损耗计算模型，结合测量装置测量得到的初级输入端和次级输出端的电压电流值，利用静态损耗电阻（常数量）和动态损耗电阻（电压变化下得到的电阻）的分别计算，确定等效损耗电阻R以及次级线圈等效主电感X随不同电压不同频率下的特征曲线。