CN101976881A - 一种变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置及其应用方法，该一体化装置具有在变压器故障时快速判别发出跳闸信号的继电保护功能及正常运行时变压器绕组变形在线监测功能，由参数辨识元件、绕组形变监测元件和保护元件构成。参数辨识元件在线辨识绕组漏电感，辨识结果用于实时更新保护参数及计算设定门槛值，同时绕组漏电感变化量作为绕组变形在线监测的指标；绕组变形监测元件利用实时计算的漏电感变化量判别绕组变形程度，发出告警信号及绕组形变结果报告；保护元件基于等值方程保护原理且综合利用变压器电压电流信息，能够彻底摆脱励磁涌流对判别结果的影响，正确识别变压器运行状态。本发明通过对三个元件的优化组合，使其在执行各自工作的同时相互配合实现变压器保护与绕组变形在线监测的一体化。

Description

一种变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置及其应用方法

技术领域：

本发明属于电力系统领域领域，涉及一种变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置及其应用方法，尤其适合于变电站对所辖变压器进行在线监测及故障判别。

背景技术：

差动保护一直是电力变压器的主保护，它基于基尔霍夫电流定律，具有原理简单、灵敏度高、选择性好的特点。但是变压器是通过磁路将各绕组联系到一起的电气原件，其本质上已经不再满足基尔霍夫电流定律。当变压器空载合闸或者外部故障切除时，变压器内部产生的励磁涌流可能达到额定电流的8倍以上，从而使差动保护误动作。利用正常运行各侧绕组电阻及漏电感参数和电压电流数据构建的变压器等值方程，在正常运行、励磁涌流及外部故障时其方程成立，而区内故障时该方程不再成立，从而构成基于等值方程的变压器保护判据。由于构建等值方程的变压器各侧绕组漏电感无法直接获取，同时当绕组运行中存在形变时绕组漏电感值将发生变化，采用估计得到的漏电感值使得保护动作灵敏度降低，寻求在线辨识绕组参数并实时更新保护参数对提高保护动作性能具有重要意义。。

现代电力系统的发展要求提高电力设备的安全运行水平，大部分的电力设备故障的发生是由于设备亚健康的积累，监测电力设备的运行状态进而预知维修，是提高设备运行安全性的重要方式。有关变压器损坏事故统计表明，绕组是发生故障较多的部件，其故障多由绕组绝缘的老化以及绕组变形导致绝缘损坏引起的。研究表明，绕组变形已经成为变压器健康隐患和故障前期的重要表现形式。通过对表征变压器绕组形状的数据或参数在线实时分析、判断绕组变形程度，并在绕组变形程度严重时发出告警信号，调度运行人员有计划的安排变压器退出运行进行维护检修，从而降低变压器损坏事故、提高变压器安全运行水平。近年来，通过在线检测变压器短路电抗变化来分析绕组健康状况的技术正逐渐得到重视。

相比较而言，继电保护是当故障发生时，通过对故障前后数据的分析、比较，作出跳闸、报警并快速切除故障，以免造成系统或设备的进一步损坏，继电保护动作切除故障是对电力系统和电力设备的被动安全防御方式；而绕组变形监测是在故障发生前，通过对表征变压器绕组状态的数据进行分析、判断，来确定绕组的健康状态，从而确定是否需要安排维护作业，起到防患于未然的作用，并为有计划的维护提供了信息。对于很大部分的变压器绕组故障的发生是由于绕组变形亚健康状态的积累，因此监测绕组运行状态实现预知维修进而避免设备的故障，是提高变压器运行安全性的积极主动防御方式。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于等值方程原理的变压器保护与绕组变形在线监测一体化方法，使用该方法能够摆脱励磁涌流的影响，准确快速识别变压器区内故障，同时在线监测变压器绕组健康状态，实现变压器保护动作被动防御与绕组形变监测主动预防的合理配合。本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置，该一体化装置包括保护元件、参数辨识元件和绕组形变监测元件。

所述一体化装置的应用方法，按照如下步骤：

①一体化装置在上电启动之后，设定被保护变压器的铭牌参数：短路电压u_k％、短路损耗p_k％、变压器额定容量S_b、变压器额定电压U_b、额定电流I_b，变压器额定变比n_B；根据铭牌参数计算变压器等值电阻r_k和漏电感L_k；

②预设的初始速动保护门槛值为一个无穷大值，保证第一次启动时保护不动作；

③实时采集变压器原边三相绕组电压电流数据u_1A、u_1B、u_1C、i_1A、i_1B、i_1C，副边三相绕组电压电流数据u_2A、u_2B、u_2C、i_2A、i_2B、i_2C，根据变压器各侧电流数据突变量判定保护元件是否启动；

④若保护元件启动，计算三相双绕组变压器保护的动作量和制动量，判断制动量与动作量的大小关系，确定变压器是否发生区内故障。

建立三相双绕组变压器计算模型如下，三相双绕组变压器原边绕组电压方程为：

副边电压回路等值方程为

式中，u_1A、u_1B、u_1C、i_1A、i_1B、i_1C为变压器原边三相绕组电压电流数据，u_2A、u_2B、u_2C、i_2A、i_2B、i_2C为副边三相绕组电压电流数据。利用变压器原、副边电压回路方程(1)、(2)，消去互感磁链，从而得到只包含原、副边电压和电流的等值方程(3)：

$\left\{\begin{array}{c}0=(u_{1A}-r_{1A}{i}_{1A}-L_{1A}\frac{{\mathrm{di}}_{1A}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2A}-r_{2A}{i}_{2A}-L_{2A}\frac{{\mathrm{di}}_{2A}}{\mathrm{dt}})\\ 0=(u_{1B}-r_{1B}{i}_{1B}-L_{1B}\frac{{\mathrm{di}}_{1B}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2B}-r_{2B}{i}_{2B}-L_{2B}\frac{{\mathrm{di}}_{2B}}{\mathrm{dt}})\\ 0=(u_{1C}-r_{1C}{i}_{1C}-L_{1C}\frac{{\mathrm{di}}_{1C}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2C}-r_{2C}{i}_{2C}-L_{2C}\frac{{\mathrm{di}}_{2C}}{\mathrm{dt}})\end{array}\right.---\left(3\right)$

令：

$\left\{\begin{array}{c}{K}_A=(u_{1A}-r_{1A}{i}_{1A}-L_{1A}\frac{{\mathrm{di}}_{1A}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2A}+r_{2A}{i}_{2A}+L_{2A}\frac{{\mathrm{di}}_{2A}}{\mathrm{dt}})\\ K_B=(u_{1B}-r_{1B}{i}_{1B}-L_{1B}\frac{{\mathrm{di}}_{1B}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2B}+r_{2B}{i}_{2B}+L_{2B}\frac{{\mathrm{di}}_{2B}}{\mathrm{dt}})\\ K_C=(u_{1C}-r_{1C}{i}_{1C}-L_{1C}\frac{{\mathrm{di}}_{1C}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2C}+r_{2C}{i}_{2C}+L_{2C}\frac{{\mathrm{di}}_{2C}}{\mathrm{dt}})\end{array}\right.---\left(4\right)$

由于计算K_A、K_B、K_C时会存在绕组参数误差和互感器电压电流测量误差，因此在变压器正常运行状态下K_A、K_B、K_C均不等于0。

当变压器发生区内故障时，计算故障前一个周波内K_j的绝对值之和SK_j，令保护制动量为：

SK_thj＝k(SK_j+2Sε_umax)    (5)

式中：

k为变压器发生区内故障时流过变压器的电流I′₁与变压器正常运行时的电流I₁的比值；

Sε_umax为一个周波内电压互感器最大误差的绝对值之和。

而故障后一个周波内K′_j绝对值之和SK′_j即为保护的动作量∑K_op，即：

∑K_opj＝SK′_j    (6)

通过比较动作量和制动量的大小，判断变压器是否发生区内故障，因此得到基于全量等值方程原理的变压器保护判据定义：

∑K_opj＞k_relSK_thj    (7)

或∑K_opj/k_relSK_thj＞1    (8)

式中：k_rel为保护可靠系数，一般取1.5。

由于其保护制动量是在保护启动前设定完成的，故当K_op逐点累加时一旦满足保护判据(7)或(8)，则保护立即动作，因此保护动作时间不会大于一个周波，且内部故障越严重动作速度越快。另外，由于变压器保护是判别一相方程故障直接切除三相，因此以上判据适用于三相双绕组变压器中的任意一相。

⑤若保护未启动，则判别变压器是否处于以下状态：变压器分接头调整、保护启动判别为区外故障、参数辨识定时启动、变压器停运后的再次投入；若是则进行变压器在线参数辨识，若非则返回步骤⑧；

⑥当参数辨识元件启动后，通过参数辨识元件计算此时变压器绕组参数。辨识得到的L_1j、L_2j用于等值方程保护参数设置，同时等值漏电感

变化量作为绕组变形在线监测的指标；

根据三相双绕组模型，联立原副边电压回路等值方程(1)、(2)可得：

$\left\{\begin{array}{c}(u_{1A}-n_T{u}_{2A})-(r_{1A}{i}_{1A}-n_T{r}_{2A}{i}_{2A})=L_{1A}\frac{{\mathrm{di}}_{1A}}{\mathrm{dt}}-n_T{L}_{2A}\frac{{\mathrm{di}}_{2A}}{\mathrm{dt}}\\ (u_{1B}-n_T{u}_{2B})-(r_{1B}{i}_{1B}-n_T{r}_{2B}{i}_{2B})=L_{1B}\frac{{\mathrm{di}}_{1B}}{\mathrm{dt}}-n_T{L}_{2B}\frac{{\mathrm{di}}_{2B}}{\mathrm{dt}}\\ (u_{1C}-n_T{u}_{2C})-(r_{1C}{i}_{1C}-n_T{r}_{2C}{i}_{2C})=L_{1C}\frac{{\mathrm{di}}_{1C}}{\mathrm{dt}}-n_T{L}_{2C}\frac{{\mathrm{di}}_{2C}}{\mathrm{dt}}\end{array}\right.---\left(9\right)$

由于变压器绕组电阻可以直接测得，且对变压器绕组电压电流信息进行实时采集时，以上方程的左边即为已知，而右边由于漏电感未知，因此可以利用最小二乘法进行绕组参数辨识，从而得到各相原副边绕组漏电感值。

⑦比较绕组参数在线辨识元件计算得到的变压器绕组漏电感变化量与预先设定的在线监测元件形变量门槛值的大小关系，当绕组漏电感的变化量大于在线监测元件形变量门槛值时，判别绕组发生变形并发出告警报告信号，进入步骤⑧，若没有发生绕组形变则直接进入步骤⑧；

设变压器最初投入运行时健康绕组的漏感值为L_j，第n次监测得到的漏电感值为Lⁿ绕组健康状态诊断的判据为：

$\mathrm{\δ}{L}^n=\frac{|L^n-L_j|}{L_j}>k_l---\left(10\right)$

δLⁿ＞δL^n-1    (11)

式(10)中，k_j为绕组变形程度监测系数。

⑧进行变压器保护参数的辨识更新及保护动作门槛值的计算更新，返回步骤②，重新采集下一时刻变压器各侧电压电流信息。

本发明方法需要同时获取变压器各侧电压电流数据，利用等值方程原理摆脱励磁涌对判别结果的影响，实现对变压器各运行状态的正确识别；利用绕组参数辨识结果实时进行保护参数及其门槛值的更新，同时通过对绕组当前状态下漏电感的计算实现对绕组形变变化量的在线监测，并进行绕组状态报告和告警处理。

附图说明：

附图1为实现本发明方法的结构框图；

附图2为实施变压器保护与绕组变形在线监测一体化实现方法的流程图；

附图3为Y₀/Y₀接线的三相变压器模型；

附图4为Y₀/Δ接线的三相变压器模型。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，给出了基于等值方程的变压器保护与绕组变形在线监测一体化实现方法的构成关系，它主要包括保护元件，参数辨识元件，绕组形变监测元件。保护元件是本发明方法中的核心部分，对变压器发生区内故障的判别与切除至关重要。参数辨识元件是保护元件和绕组变形在线监测元件的基础和桥梁，根据在线辨识结果用于为保护元件进行保护参数和门槛值的实时更新，提高保护元件动作灵敏度和可靠性；同时绕组漏电感与绕组形状有关，其变化量可以作为绕组变形判别的依据，根据实时辨识结果计算得到的漏电感变化量为绕组形变监测元件提供参数指标。绕组变形在线监测元件判别绕组形变程度，当大于设定门槛值时发出告警报告信号。

如附图2所示，为实施变压器保护与绕组变形在线监测一体化实现方法的流程图，具体步骤如下：

①一体化装置在上电启动之后，设定被保护变压器的铭牌参数：短路电压u_k％、短路损耗p_k％、变压器额定容量S_b、变压器额定电压U_b、额定电流I_b，变压器额定变比n_B；根据铭牌参数计算变压器等值电阻r_k和漏电感L_k；

②预设的初始速动保护门槛值为一个无穷大值，保证第一次启动时保护不动作；

③实时采集变压器原边三相相电压电流数据u_1A、u_1B、u_1C、i_1A、i_1B、i_1C，副边三相相电压电流数据u_2A、u_2B、u_2C、i_2A、i_2B、i_2C，根据变压器各侧电压电流数据突变量判定保护元件是否启动；

④若保护元件启动，计算三相双绕组变压器保护的动作量和制动量，判断制动量与动作量的大小关系，确定变压器是否发生区内故障。

对于三相双绕组变压器，原边绕组电压方程为：

副边电压回路等值方程为

式中，u_1j、u_2j为原副边各相绕组相电压，i_1j、i_2j为原副边各相绕组相电流，ψ_mj为绕组匝链的磁链，r_1j、r_2j及L_1j、L_2j为原副边各相绕组电阻和漏电感，这里j为A、B、C三相。利用变压器原、副边电压回路方程(1)、(2)，消去互感磁链，从而得到只包含原、副边电压和电流的等值方程(3)：

$\left\{\begin{array}{c}0=(u_{1A}-r_{1A}{i}_{1A}-L_{1A}\frac{{\mathrm{di}}_{1A}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2A}-r_{2A}{i}_{2A}-L_{2A}\frac{{\mathrm{di}}_{2A}}{\mathrm{dt}})\\ 0=(u_{1B}-r_{1B}{i}_{1B}-L_{1B}\frac{{\mathrm{di}}_{1B}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2B}-r_{2B}{i}_{2B}-L_{2B}\frac{{\mathrm{di}}_{2B}}{\mathrm{dt}})\\ 0=(u_{1C}-r_{1C}{i}_{1C}-L_{1C}\frac{{\mathrm{di}}_{1C}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2C}-r_{2C}{i}_{2C}-L_{2C}\frac{{\mathrm{di}}_{2C}}{\mathrm{dt}})\end{array}\right.---\left(3\right)$

令：

$\left\{\begin{array}{c}{K}_A=(u_{1A}-r_{1A}{i}_{1A}-L_{1A}\frac{{\mathrm{di}}_{1A}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2A}+r_{2A}{i}_{2A}+L_{2A}\frac{{\mathrm{di}}_{2A}}{\mathrm{dt}})\\ K_B=(u_{1B}-r_{1B}{i}_{1B}-L_{1B}\frac{{\mathrm{di}}_{1B}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2B}+r_{2B}{i}_{2B}+L_{2B}\frac{{\mathrm{di}}_{2B}}{\mathrm{dt}})\\ K_C=(u_{1C}-r_{1C}{i}_{1C}-L_{1C}\frac{{\mathrm{di}}_{1C}}{\mathrm{dt}})-n_T(u_{2C}+r_{2C}{i}_{2C}+L_{2C}\frac{{\mathrm{di}}_{2C}}{\mathrm{dt}})\end{array}\right.---\left(4\right)$

由于计算K_A、K_B、K_C时会存在绕组参数误差和互感器电压电流测量误差，因此在变压器正常运行状态下K_A、K_B、K_C均不等于0。

当变压器发生区内故障时，计算故障前一个周波内K_j的绝对值之和SK_j，令保护制动量为：

SK_thj＝k(SK_j+2Sε_umax)    (5)

式中：

k为变压器发生区内故障时流过变压器的电流I′₁与变压器正常运行时的电流I₁的比值；

Sε_umax为一个周波内电压互感器最大误差的绝对值之和。

而故障后一个周波内K′_j绝对值之和SK′_j即为保护的动作量∑K_op，即：

∑K_opj＝SK′_j    (6)

通过比较动作量和制动量的大小，判断变压器是否发生区内故障，因此得到基于全量等值方程原理的变压器保护判据定义：

∑K_opj＞k_relSK_thj    (7)

或∑K_opj/k_relSK_thj＞1    (8)

式中：k_rel为保护可靠系数，一般取1.5。

由于其保护制动量是在保护启动前设定完成的，故当K_op逐点累加时一旦满足保护判据(7)或(8)，则保护立即动作，因此保护动作时间不会大于一个周波，且内部故障越严重动作速度越快。另外，由于变压器保护是判别一相方程故障直接切除三相，因此以上判据适用于三相双绕组变压器中的任意一相。

⑤若保护未启动，则判别变压器是否处于以下状态：变压器分接头调整、保护启动判别为区外故障、参数辨识定时启动、变压器停运后的再次投入等。若是则进行变压器在线参数辨识，若非则返回步骤③。

⑥当参数辨识元件启动后，绕组参数的获取是基于等值方程变压器保护原理及绕组变形在线监测实现的关键技术。

根据三相双绕组模型，联立原副边电压回路等值方程(1)、(2)可得：

$\left\{\begin{array}{c}(u_{1A}-n_T{u}_{2A})-(r_{1A}{i}_{1A}-n_T{r}_{2A}{i}_{2A})=L_{1A}\frac{{\mathrm{di}}_{1A}}{\mathrm{dt}}-n_T{L}_{2A}\frac{{\mathrm{di}}_{2A}}{\mathrm{dt}}\\ (u_{1B}-n_T{u}_{2B})-(r_{1B}{i}_{1B}-n_T{r}_{2B}{i}_{2B})=L_{1B}\frac{{\mathrm{di}}_{1B}}{\mathrm{dt}}-n_T{L}_{2B}\frac{{\mathrm{di}}_{2B}}{\mathrm{dt}}\\ (u_{1C}-n_T{u}_{2C})-(r_{1C}{i}_{1C}-n_T{r}_{2C}{i}_{2C})=L_{1C}\frac{{\mathrm{di}}_{1C}}{\mathrm{dt}}-n_T{L}_{2C}\frac{{\mathrm{di}}_{2C}}{\mathrm{dt}}\end{array}\right.---\left(9\right)$

由于变压器绕组电阻可以直接测得，且对变压器绕组电压电流信息进行实时采集时，以上方程的左边即为已知，而右边由于漏电感未知，因此可以利用最小二乘法进行绕组参数辨识，从而得到各相原副边绕组漏电感值。

式(9)中，r_1j、r_2j、L_1j、L_2j为变压器绕组固有参数，其中绕组电阻r_1j、r_2j与线径、匝数及材料有关，可以直接测量；而L_1j、L_2j与绕组的尺寸、形状及布置方式有关，其值难于直接测量且随着绕组变形而发生变化。因此准确获取绕组漏电感参数，不仅可以提高保护灵敏度，同时也是基于漏电感参数变化量的绕组变形在线监测实现的基础。以方程(9)为模型，利用变压器正常运行时的电压电流数据，采取参数辨识算法实时精确计算漏电感参数成为了变压器保护与绕组变形在线监测一体化实现的桥梁。以方程(9)为参数辨识模型，选用最小二乘算法实现绕组漏电感参数在线辨识。最小二乘法是一种以选用误差平方和为准则，来最佳拟合出符合实验数据的最优参数估计的数学方法。式(9)中，L_1j、L_2j为变压器绕组固有参数，对于方程(9)，令：

$\left\{\begin{array}{c}{g}_1=L_1\\ g_2=L_2\\ y\left(j\right)=u_1\left(k\right)-n_T{u}_2\left(k\right)-r_1{i}_1\left(k\right)+n_T{r}_2{i}_2\left(k\right)\\ x_1\left(j\right)=\frac{i_1(k+1)-i_1(k-1)}{2\mathrm{\ΔT}}\\ x_2\left(j\right)=-n_T\frac{i_2(k+1)-i_2(k-1)}{2\mathrm{\ΔT}}\end{array}\right.---\left(10\right)$

则待辨识漏电感参数为：

$\left[\begin{array}{c}{g}_1\\ g_2\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{a}_{11}& a_{12}\\ a_{21}& a_{22}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{b}_1\\ b_2\end{array}\right]---\left(11\right)$

其中： $\left\{\begin{array}{c}{b}_i=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}y\left(k\right)g_i\left(k\right)\\ a_{\mathrm{ij}}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{g}_i\left(k\right)g_j\left(k\right)\end{array}\right.---\left(12\right)$

取m个连续采样点求解以上方程组，便可得到最小二乘意义下的L_1k、L_2k参数估计值。

⑦比较绕组参数在线辨识元件计算得到的变压器绕组漏电感变化量与预先设定的在线监测元件形变量门槛值的大小关系，当绕组漏电感的变化量大于在线监测元件形变量门槛值时，判别绕组发生变形并发出告警报告信号，进入步骤⑧，若没有发生绕组形变则直接进入步骤⑧；

设变压器最初投入运行时健康绕组的漏感值为L_j，第n次监测得到的漏电感值为Lⁿ绕组健康状态诊断的判据为：

$\mathrm{\δ}{L}^n=\frac{|L^n-L_j|}{L_j}>k_l---\left(13\right)$

δLⁿ⁺¹＞δLⁿ    (14)

式(13)中，k_j为绕组变形程度监测系数。

⑧进行变压器保护参数的辨识更新及保护动作门槛值的计算更新，返回步骤②，重新采集下一时刻变压器各侧电压电流信息。

本发明通过对保护元件、参数辨识元件、绕组变形在线监测元件的有机组合及合理配搭，使整个一体化方法具有构成简单，易于实现，正确高效等优点，可直接在设备上通过编程实现。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置，其特征在于：该一体化装置具有变压器故障快速准确判别并发出跳闸信号的继电保护功能及正常运行时变压器绕组变形在线监测功能，包括保护元件、参数辨识元件和绕组形变监测元件。

2.变压器保护与绕组变形在线监测一体化装置适用于Y₀/Y₀和Y₀/Δ型三相双绕组变压器。

3.基于权利要求1所述一体化装置的方法，其特征在于，按照如下步骤：

①一体化装置在上电启动之后，设定被保护变压器的铭牌参数：短路电压u_k％、短路损耗p_k％、变压器额定容量S_b、变压器额定电压U_b、额定电流I_b，变压器额定变比n_B；根据铭牌参数计算变压器等值电阻r_k和漏电感L_k；

②预设的初始速动保护门槛值为一个无穷大值，保证第一次启动时保护不动作；

③实时采集变压器原边三相绕组电压电流数据u_1j、i_1j，副边三相绕组电压电流数据u_2j、i_2j，j为A、B、C三相，根据变压器各侧电流数据突变量判定保护元件是否启动；

④若保护元件启动，计算三相双绕组变压器保护的动作量和制动量，判断制动量与动作量的大小关系，确定变压器是否发生区内故障；

⑤若保护未启动，则判别变压器是否处于以下状态：保护初次投入运行、变压器分接头调整、保护判别为区外故障、参数辨识定时启动、变压器停运后的再次投入；若是则进行变压器在线参数辨识，若非则返回步骤⑧；

⑥当参数辨识元件启动后，通过参数辨识元件计算此时变压器绕组参数；辨识得到的L_1j、L_2j用于等值方程保护参数设置，同时等值漏电感 

变化量作为绕组变形在线监测的指标；

⑦比较绕组参数在线辨识元件计算得到的变压器绕组漏电感变化量与预先设定的在线监测元件形变量门槛值的大小关系，当绕组漏电感的变化量大于在线监测元件形变量门槛值时，判别绕组发生变形并发出告警报告信号，进入步骤⑧，若没有发生绕组形变则直接进入步骤⑧；

⑧进行变压器保护参数的辨识更新及保护动作门槛值的计算更新，返回步骤②，重新采集下一时刻变压器各侧电压电流信息。

4.如权利要求3所述一体化装置的方法，其特征在于，所述步骤④是指：

对于三相双绕组变压器，原边绕组电压方程为： 

副边电压回路等值方程为

式中，u_1j、u_2j为原副边各相绕组相电压，i_1j、i_2j为原副边各相绕组相电流，ψ_mj为绕组匝链的磁链，r_1j、r_2j及L_1j、L_2j为原副边各相绕组电阻和漏电感，这里j为A、B、C三相；利用变压器原、副边电压回路方程(1)、(2)，消去互感磁链，从而得到只包含原、副边电压和电流的等值方程(3)：

令：

由于计算K_j时会存在绕组参数误差和互感器电压电流测量误差，因此在变压器正常运行状态下K_j≠0；

当变压器发生区内故障时，计算故障前一个周波内K_j的绝对值之和SK_j，令保护制动量为：

SK_thj＝k(SK_j+2Sε_umax)    (5)

式中：

k为变压器发生区内故障时流过变压器的电流I′₁与变压器正常运行时的电流I₁的比值；

Sε_umax为一个周波内电压互感器最大误差的绝对值之和；

而故障后一个周波内K′_j绝对值之和SK′_j即为保护的动作量∑K_opj，即：

∑K_opj＝SK′_j    (6)

通过比较动作量和制动量的大小，判断变压器是否发生区内故障，因此得到基于全量等值方程原理的变压器保护判据定义：

∑K_opj＞k_relSK_thj    (7)

或∑K_opj/k_relSK_thj＞1    (8)

式中：k_rel为保护可靠系数，一般取1.5； 

由于其保护制动量是在保护启动前设定完成的，故当K_op逐点累加时一旦满足保护判据(7)或(8)，则保护立即动作，因此保护动作时间不会大于一个周波，且内部故障越严重动作速度越快；另外，由于变压器保护是判别一相方程故障直接切除三相，因此以上判据适用于三相双绕组变压器中的任意一相。

5.如权利要求3所述一体化装置的方法，其特征在于，所述步骤⑥是指：

根据三相双绕组模型，联立原副边电压回路等值方程(1)、(2)可得：

由于变压器绕组电阻可以直接测得，且对变压器绕组电压电流信息进行实时采集时，以上方程的左边即为已知，而右边由于漏电感未知，因此可以利用最小二乘法进行绕组参数辨识，从而得到各相原副边绕组漏电感值。

6.如权利要求3所述一体化装置的方法，其特征在于，所述步骤⑦是指：

设变压器最初投入运行时健康绕组的漏感值为L_j，第n次监测得到的漏电感值为Lⁿ绕组健康状态诊断的判据为：

δLⁿ＞δL^n-1    (11)

式(10)中，k_j为绕组变形程度监测系数。 

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