[发明专利]变压器绕组径向变形测试系统及其测试评估方法

权利要求书

1.变压器绕组径向变形测试系统，其特征在于，包括铁心(1)、绝缘筒(2)、低压绕组(3)、中压绕组(4)、高压绕组(5)、电机控制平台(7)、信号发生器(8)、数据采集装置(9)、高、中压径向变形装置(61)、中、低压径向变形装置(62)；高、中压径向变形装置(61)，中、低压绕组径向变形装置(62)，分别置于高、中压绕组，中、低压绕组间，替换原有绝缘筒；高、中压径向变形装置(61)包括传动电机(611)、绝缘螺杆(612)、机械齿轮(613)、机械齿轮滑轨(614)、传动链条(615)、绝缘外壳(616)，中、低压径向变形装置(62)结构与高、中压径向变形装置(61)相同；绕组线饼之间相互串联，信号发生器(8)经套管(10)连接高压绕组顶部，在高压绕组底部经套管(10)连接到数据采集装置(9)；

所述高、中压径向变形装置(61)中，绝缘螺杆(612)、机械齿轮滑轨(614)、传动链条(615)设置在绝缘外壳(616)内，绝缘螺杆(612)置于机械齿轮滑轨(614)上，传动链条(615)连接机械齿轮(613)和传动电机(611)；电机控制平台(7)控制传动电机(611)；通过机械齿轮滑轨(614)将绝缘螺杆(612)移动到相应线饼处，电机控制平台(7)控制传动电机(611)转动，使绝缘螺杆(612)旋转伸出挤压线饼，发生绕组径向变形。

2.变压器绕组径向变形测试系统的测试评估方法，其测试与评估过程包括：

1)所述变压器径向变形测试系统的测试方法，具体步骤如下：

S1:正常情况下，利用信号发生器(8)产生方波信号，在高压绕组顶部经套管(10)注入方波信号，在高压绕组底部套管(10)经数据采集装置(9)，获得正常情况振荡波数据；

S2:启动电机控制平台(7)，控制传动电机(611)使机械齿轮(613)转动，绝缘螺杆(612)旋转伸出，使绕组径向变形；

S3:利用信号发生器(8)在高压绕组顶部经套管(10)注入方波信号，在高压绕组底部套管(10)经数据采集装置(9)，获得径向变形振荡波信号；

S4:重复步骤S2和S3，改变绝缘螺杆(612)伸出长度，获得径向变形不同程度的振荡波信号；

2)所述变压器绕组径向变形评估方法，根据过程1)获得的正常情况与待识别的振荡波数据，对变压器状态进行评估，具体步骤如下：

步骤一：根据振荡波试验，获得随时间t变化的正常情况的振荡波幅值数据h(t)与待识别的振荡波幅值数据g(t)，计算正常情况与待识别的振荡波相关系数corr：

其中，h_a为正常情况振荡波h(t)的平均值，g_a为待识别的振荡波g(t)的平均值，h(i)为时间为i时正常情况的振荡波幅值，g(i)为时间为i时待识别的振荡波幅值，i为范围为0～0.001s的振荡时间；

步骤二：根据步骤一中计算得到的相关系数corr大小来判断变压器绕组是否发生故障，若corr＞0.97，则变压器绕组状态良好，为正常情况；相反则存在绕组发生径向变形的可能，需进一步判断绕组的状态；

步骤三：将0～0.001s范围内的振荡波曲线均等划分为10个计算区段，计算每个计算区段内h(i)与g(i)的差值的积分，得到积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₁₀]，计算公式如下：

其中，k∈[1,10]，表示不同计算区段，A_k表示积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₁₀]中的第k个积分差值；

步骤四：计算不同计算区段内正常情况与待识别的振荡波的衰减系数：

其中，P_k表示正常情况不同计算区段衰减系数，Q_k表示待识别的振荡波衰减系数，h_max为正常情况该计算区段内最大波峰幅值，T_hmax为h_max时的振荡时间，h_min为正常情况该计算区段内最大波谷幅值，T_hmin为h_min时的振荡时间，g_max为待识别时该计算区段内最大波峰幅值，T_gmax为g_max时的振荡时间，g_min为待识别时该计算区段内最大波谷幅值，T_gmin为g_min时的振荡时间；

步骤五：考虑待识别振荡波与正常情况振荡波的相对衰减系数C_k，计算积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₁₀]的平均值M

其中，P_k和Q_k为步骤四得出的结果，M为积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₁₀]的平均值；

步骤六：计算正常情况与待识别振荡波的径向变形系数Z

式中，A_max为积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₁₀]的最大值，A_min为积分差值序列A＝[A₁,A₂,…,A₁₀]的最小值，P_a，Q_a为正常情况与待识别振荡波的平均振荡系数，满足

其中，P_k和Q_k为步骤四计算得出的正常与待识别振荡波的衰减系数；步骤七：判断径向变形系数Z的大小，当0＜Z＜0.3时为轻度径向变形，当0.3＜Z＜1时绕组中度径向变形，Z＞1时绕组严重径向变形。