CN102944811B - 一种变压器绕组变形的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器绕组变形的判断方法，该方法是一种综合利用变压器绕组漏电感参数辨识结果诊断变压器绕组健康状态的方法。其特点是，包括如下步骤：分别通过传统比较法、横向比较法、纵向比较法判断出变压器绕组的健康状态，当以上三种方法中的至少一种方法判断出绕组变形时，则认定绕组发生变形，否则认定绕组状态良好。本发明提供了一种变压器绕组变形的判断方法，该方法基于变压器在线监测装置，通过实时采集变压器运行信息来辨识绕组参数，将辨识得到的绕组参数相对于参数基准值的偏差量作为衡量绕组健康状态的特征量，作为变压器运行时监控策略调整的依据，实现绕组状态的实时监控，有效地减少由于绕组亚健康积累造成绕组事故。

Description

一种变压器绕组变形的检测方法

技术领域

本发明涉及一种变压器绕组变形的检测方法，该方法是一种综合利用变压器绕组漏电感参数辨识结果诊断变压器绕组健康状态的方法。

背景技术

电力变压器是电力系统中及其重要的电气设备，它的安全运行直接关系到电力系统的稳定。变压器长期在电网中运行会发生各种故障和事故，一旦遭到破坏，损失巨大。变压器中最常发生故障的部位是绕组，它的损坏率约占整个变压器故障的60％～70％。

传统的绕组变形检测方法有测量变压器频率响应并比较其变化的频率响应法；通过施加低压脉冲并比较响应变化的低压脉冲法；测量变压器短路电抗并与历史数据比较的短路电抗法。这些方法虽各有可取之处，但也各有弊端，其中频率响应法和低压脉冲法受外来干扰因素影响较大，对于特征量值缺乏有机的结合，没有形成简明、可量化的判据，对现场操作人员的专业水平要求较高。而短路阻抗法对于微弱变形不敏感，只能反映对绕组整体电感影响较大的变形，测试精度和灵敏度不高、试验时间较长、难以推广。而且这些方法均需使变压器退出运行，属于离线测试方法，是一种变压器故障或者故障隐患相当严重以后的被动检测行为，不能随时监测绕组状态并及时发现故障，而目前常采用的吊罩检查往往只能看到高压绕组的情况，而位于绕组内部的中低压绕组的变形情况无法目测确定。

随着电力系统的发展，系统对电力设备不停电的要求日益提高，对变压器的计划检修向状态检修的转变已成为必然趋势，各种变压器绕组在线监测方法也应运而生，在线监测可以实现两个的目的：1)主要从安全角度出发，早期发现设备故障，防止突然发生事故，以期尽量减少故障损失和保证运行的可靠性。2)主要从预测角度出发，在不影响设备运行的前提下，持续监测和采集电气设备重要的状态参数并加以存储，通过对这些参数的处理、比较和分析，对设备的劣化程度有一个正确的评估，对电气设备的运行状态发展有一个正确的预测，确定是否需要安排维护作业，防患于未然。可见变压器绕组在线监测给变压器故障的预防、故障元件的及时更换和变压器实际使用寿命的延长带来重要保证。

我国变压器在线监测技术的发展，大体经历了以下三个阶段：

(1)带电测试阶段，起始于70年代左右，采用将测试仪器直接接入测试回路中的测量模式，当时人们仅仅是为了不停电而对电气设备的某些绝缘参数进行直接测量。这些带电测试方法，结构简单，测试项目少，而且要求被测试设备对地绝缘，如有的要在沉重的外壳下面垫上绝缘板，有的需配以带电作业工具或设备，而且其测试的灵敏度较差，应用范围较小，未能得到普及应用。

(2)从80年代开始，各种专用的带电测试仪器出现，使在线监测技术开始从传统的模拟量测试走向数字化测量，摆脱将测试仪器直接接入测试回路中的传统测量模式，而利用传感器将被测量转换成数字仪器可直接测量的电气信号。同时还出现一些其他通过非电量测量来反映变压器状况的测试仪器，如远红外装置、超声波装置等。

(3)从90年代开始，随着传感器、计算机、光纤技术的飞速发展与引用，在线监测也开始出现了新的篇章，在线监测领域出现了以数字波形采集和处理技术为核心的微机多功能绝缘在线监测系统。利用先进的传感器技术、计算机技术和数字波形采集与处理等先进技术，实现更多的变压器参数的在线监测，代表了当今变压器在线监测的发展方向。变压器在线监测技术发展的高级阶段将是全自动在线监测系统与专家诊断系统的完美结合，从而构成智能化变压器在线监测与诊断系统，并可纳入整个电网的自动化系统，从而形成所谓的多级监控系统中的一部分。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器绕组变形的检测方法，能够有效地减少由于绕组亚健康积累造成的绕组事故。

一种变压器绕组变形的检测方法，其特别之处在于，包括如下步骤：分别通过传统比较法、横向比较法、纵向比较法判断出变压器绕组的健康状态，当以上三种方法中的至少一种方法判断出绕组变形时，则认定绕组发生变形，否则认定绕组状态良好。

其中传统比较法是：

对A、B、C三相，进行漏电感参数辨识，分析辨识得到的三相绕组等值漏电感偏差量δL_kj的变化趋势，并将δL_kj与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较，将变压器绕组变形分为轻微、中度和严重三个等级，具体判断标准如下：

(1) ${\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

(2) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k2},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组轻微变形；

(3) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k2}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k3},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组中度变形；

(4)绕组严重变形；

其中，上标i-1、i、i+1分别表示第i-1、i、i+1次辨识。

其中横向比较法是：

通过同时对变压器A、B、C三相的绕组漏电感辨识结果进行横向比较，根据三相漏电感参数辨识结果的不对称情况来判断是否发生绕组变形，当三相绕组漏电感参数辨识结果L_kA、L_kB、L_kC不平衡度K超过某一阀值K_set时，绕组即发生变形，其中

$K=\frac{\max (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})-\min (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})}{(L_{\mathrm{kA}}+L_{\mathrm{kB}}+L_{\mathrm{kC}})/3};$

其中，L_kA、L_kB、L_kC分别为变压器A、B、C三相绕组漏电感参数辨识结果，K_set1＝1％,K_set2＝2％,K_set3＝4％，具体判断标准如下：

(1)K＜K_set1，绕组无变形；

(2)K_set1≤K＜K_set2，绕组轻微变形；

(3)K_set2≤K＜K_set3，绕组中度变形；

(4)K≥K_set3，绕组严重变形。

其中纵向比较法是：

根据得到的当前绕组漏电感参数辨识值相对上次绕组漏电感参数辨识之的偏差量通过将逐次累加得到来分析判断绕组是否发生变形及变形程度，其中偏差量

其中，上标i-1、i分别表示第i-1、i次绕组漏电感辨识，将与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较，，具体判断标准如下：

(1) $\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

(2) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k1}\&le;\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k2},$ 绕组轻微变形；

(3) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k2}\&le;\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k3},$ 绕组中度变形；

(4) $\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&GreaterEqual;{\mathrm{\&delta;L}}_{k3},$ 绕组严重变形。

本发明提供了一种变压器绕组变形的检测方法，该方法基于变压器在线监测装置，通过实时采集变压器运行信息来辨识绕组参数，将辨识得到的绕组参数相对于参数基准值的偏差量作为衡量绕组健康状态的特征量，作为变压器运行时监控策略调整的依据，实现绕组状态的实时监控，有效地减少由于绕组亚健康积累造成绕组事故，防患于未然，大大提高了变压器运行的安全性。

附图说明

附图1为本发明方法的流程图，其中Y代表发生变形，N代表没有发生变形。

具体实施方式

本发明方法可以基于一种变压器绕组变形在线监测装置，该在线监测装置包括数据采集单元、漏电感参数辨识单元、绕组状态诊断单元和诊断监控策略调整单元。通过实验，本发明方法已在变压器绕组状态监测装置上实施，该装置的技术内容已申请中国专利，其名称为《一种变压器绕组状态监测装置及其监测方法》(申请号：201010266153.2，公开号：CN101930047A，公开日期2010-12-29)。

在线监测装置的检测方法，按照如下步骤：

(A)一体化装置在上电启动之后，若发生下述情况则启动数据采集单元：变压器发生内部故障，停运检修后，再重新投入运行时，用于检测经内部故障电流冲击后绕组是否发生变形；变压器遭受外部故障电流冲击后，用于检测变压器外部故障切除后绕组的状态；变压器保护启动但未发出跳闸信号时，用于检测变压器运行受到各种干扰后绕组是否发生轻微变形以及变形的累积效应；定时启动，用于检测由于绕组制作工艺不良和短路强度不足，在正常运行情况下发生的潜伏性绕组变形。

变压器绕组变形在线监测启动，在线监测启动后通过数据通道采集变压器电压、电流运行信息和分接开关位置；否则返回步骤(A)；

(B)若漏电感参数辨识单元启动，原副边绕组电压方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_1=r_1{i}_1+L_1\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}+n_1\frac{{\mathrm{d\&phi;}}_m}{\mathrm{dt}}\\ u_2=r_2{i}_2+L_2\frac{{\mathrm{di}}_2}{\mathrm{dt}}+n_2\frac{{\mathrm{d\&phi;}}_m}{\mathrm{dt}}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，u₁、u₂为原、副边绕组电压，i₁、i₂为原、副边绕组电流，n₁、n₂为原、副边绕组的匝数，r₁、r₂及L₁、L₂为原、副边绕组电阻和漏电感；φ_m为原、副边绕组的互感磁通；利用变压器原、副边电压回路方程(1)，消去互感磁通，从而得到只包含原、副边电压和电流的等值方程(2)：

$u_1-n_B{u}_2=r_1{i}_1-n_B{r}_2{i}_2+L_1\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}-n_B{L}_2\frac{{\mathrm{di}}_2}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

其中n_B＝n₁/n₂，考虑励磁电流时，i₂＝-(i₁-i_m)。有：

$u_1-n_B{u}_2=r_1{i}_1+n_B^2{r}_2(i_1-i_m)+L_1\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}+n_B^2{L}_2\frac{d(i_1-i_m)}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

$u_1-n_B{u}_2=(r_1+n_B^2{r}_2)i_1+(L_1+n_B^2{L}_2)\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}-(n_B^2{r}_2{i}_m+n_B^2{L}_2\frac{{\mathrm{di}}_m}{\mathrm{dt}})---\left(4\right)$

$u_1-n_B{u}_2=r_k{i}_1+L_k\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}{-f}_m---\left(5\right)$

式(5)中，分别为绕组归算到一次侧的等值电阻及漏电感，为励磁电流补偿项；

由 ${\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_m=\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{E}}_1}{r_m+{\mathrm{j\&omega;L}}_m}=\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1-(r_1+{\mathrm{j\&omega;L}}_1){\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1}{r_m+{\mathrm{j\&omega;L}}_m}\&ap;\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1}{r_m+{\mathrm{j\&omega;L}}_m}$ 得：

${\stackrel{\&CenterDot;}{f}}_m\&ap;n_B^2(r_2+{\mathrm{j\&omega;L}}_2)\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1}{r_m+{\mathrm{j\&omega;L}}_m}={\mathrm{ae}}^{\mathrm{j\&theta;}}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1---\left(6\right)$

其中，r₂<<ωL₂、r_m<<ωL_m、a取值为0.002，θ≈0；

将式(5)作为变压器绕组状态参数辨识方程，利用递推最小二乘法可实现对r_k、L_k的在线辨识，递推最小二乘法辨识模型可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}{g}_1=r_k\\ g_2=L_k\\ y\left(n\right)=u_1\left(n\right)-n_B{u}_2\left(n\right)+f_m\left(n\right)\\ x_1\left(n\right)=i_1\left(n\right)\\ x_2\left(n\right)=\frac{i_1(n+1){-i}_1(n-1)}{2\mathrm{\&Delta;T}}\end{array}\right.---\left(7\right)$

式(7)中，ΔT为采用间隔，i₁(n)、u₁(n)、u₂(n)为n时刻采样值；连续采样n次，得式(8)：

由式(8)得到模型参数的最小二乘解g为：

g＝(X^TX)^-1X^TY    (9)

为提高最小二乘的辨识精度，采用递推估计的最小二乘法，即利用新引入的x₁(n+1)g₁+x₂(n+1)g₂＝y(n+1)对前次辨识结果g(n)进行修正，从而递推地得到新的参数辨识值g(n+1)；

令 $\left\{\begin{array}{c}{P}^{-1}\left(n\right)=X_n^T{X}_n\\ P^{-1}(n+1)=X_{n+1}^T{X}_{n+1}\end{array}\right.$

最小二乘递推法表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}g(n+1)=g\left(n\right)+F(n+1)[y(n+1)-x(n+1)g\left(n\right)]\\ F(n+1)=P\left(n\right)x^T(n+1)[x(n+1)P\left(n\right)x^T(n+1)+I{]}^{-1}\\ P(n+1)=[I-F(n+1)x(n+1)]P\left(n\right)\end{array}\right.---\left(10\right)$

设ε为辨识参数允许的误差；

$\left|\frac{g(n+1)-g\left(n\right)}{g\left(n\right)}\right|<\mathrm{\&epsiv;}---\left(11\right)$

不断修正辨识结果直至式(11)成立，则绕组参数辨识参数完毕；

(C)绕组参数在线辨识完毕，绕组状态诊断单元启动，计算得到变压器绕组等值电阻及漏电感的偏差量为：

${\mathrm{\&delta;L}}_k^i=\left|\frac{L_k^i-L_k^{i-1}}{L_k^{i-1}}\right|\&times;100\%---\left(12\right)$

式(12)中，为第i次在线辨识得到的绕组漏电感值，为第i-1次在线辨识得到的绕组漏电感值。综合通过绕组等值电阻、漏电感偏差值的传统比较法、横向比较法、纵向比较法得到绕组状态优劣程度。

(D)监控策略调整单元根据绕组状态优劣程度做出相应的监控策略调整，主要体现在对绕组状态监控时间间隔的调整，绕组严重变形时变压器则直接退出运行。

上述绕组状态诊断单元，所述方法(C)是指：

传统比较法：

国家标准和IEC标准均以电力变压器短路耐受试验前后的短路电抗的变化不超过某一限值作为变压器耐受短路能力的判据，如对于普遍使用的同心式绕组，短路电抗的变化不能超过2％，箔式和短路电抗为3％以上者不能超过4％。此判据也可考虑作为监测运行中变压器绕组变形程度的一个指标，当辨识得到的漏电感值变化量超过设定的值时，即发出告警信号。值得注意的是，在变压器进行分接开关调整后，绕组参数基准值也应作相应的调整。

对A、B、C三相，进行漏电感参数辨识，分析辨识得到的三相绕组等值漏电感偏差量δL_kj的变化趋势，并将δL_kj与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较，将变压器绕组变形分为轻微、中度和严重三个等级，对不同等级的变形采取不同的监控策略调整：

1) ${\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

2) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k2},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组轻微变形，缩短监控周期加强监督；

3) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k2}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k3},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组中度变形，发出告警信号，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

4)绕组严重变形，发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。

其中，上标i-1、i、i+1分别表示第i-1、i、i+1次辨识。同时，δL_k1、δL_k2、δL_k3这三个阀值的确定应根据变压器长期运行及检修经验进行调整。

横向比较法：

通过同时对变压器A、B、C三相的绕组漏电感辨识结果进行横向比较，根据三相漏电感参数辨识结果的不对称情况来判断是否发生绕组变形，当三相绕组漏电感参数辨识结果L_kA、L_kB、L_kC不平衡度K超过某一阀值K_set时，绕组即可能发生变形。此阀值可依据变压器出厂时三相绕组漏电感不对称情况而定，并根据变压器长期运行检修经验进行调整。

$\begin{array}{c}K=\frac{\max (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})-\min (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})}{(L_{\mathrm{kA}}^b+L_{\mathrm{kB}}^b+L_{\mathrm{kC}}^b)/3}\\ ---\left(13\right)\end{array}$

其中，分别为A、B、C三相绕组漏电感参数基准值。K_set1＝1％,K_set2＝2％,K_set3＝4％

1)K＜K_set1，绕组无变形；

2)K_set1≤K＜K_set2，绕组轻微变形，监控策略调整为缩短监控周期加强监督；

3)K_set2≤K＜K_set3，绕组中度变形，发出告警信号，监控策略调整为连续监控，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

4)K≥K_set3，绕组严重变形，在线监测装置发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。

纵向比较法：

在进行绕组状态诊断时，通过一段时间内辨识得到的漏电感偏差量的变化趋势分析绕组的变形趋势。变压器绕组变形分为突发性和缓慢发展性两种。绕组发生突发性变形时，变形由于存在一定程度的弹性恢复，其漏电感参数值相应地呈现为阶跃性变化，而对于绕组发生缓慢发展性变形时，漏电感参数值则表现为缓慢而持续的增长变化趋势，此时，变形是不可逆转的。因此，可以用趋势分析法来对变压器绕组的当前状态进行分析、预测。即当在某段时间内辨识得到的变压器绕组漏电感变化量呈现为持续缓慢的增长趋势时，绕组就有可能存在潜伏性变形隐患。

根据得到的当前绕组漏电感参数辨识值相对上次绕组漏电感参数辨识之的偏差量通过将逐次累加得到来分析判断绕组是否发生变形及变形程度。将与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较。

1) $\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

2)绕组轻微变形，缩短监控周期加强监督；

3)绕组中度变形，发出告警信号，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

4)绕组严重变形，发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。

实施例1：

传统比较法：

国家标准和IEC标准均以电力变压器短路耐受试验前后的短路电抗的变化不超过某一限值作为变压器耐受短路能力的判据，如对于普遍使用的同心式绕组，短路电抗的变化不能超过2％，箔式和短路电抗为3％以上者不能超过4％。此判据也可考虑作为监测运行中变压器绕组变形程度的一个指标，当辨识得到的漏电感值变化量超过设定的值时，即发出告警信号。值得注意的是，在变压器进行分接开关调整后，绕组参数基准值也应作相应的调整。

在得到绕组漏电感参数之后，计算得到变压器绕组等值电阻及漏电感的偏差量为：

${\mathrm{\&delta;L}}_k^i=\left|\frac{L_k^i-L_k^{i-1}}{L_k^{i-1}}\right|\&times;100\%$

式中，为第i次在线辨识得到的绕组漏电感值，为第i-1次在线辨识得到的绕组漏电感值。

对A、B、C三相，进行漏电感参数辨识，分析辨识得到的三相绕组等值漏电感偏差量δL_kj的变化趋势，并将δL_kj与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较，将变压器绕组变形分为轻微、中度和严重三个等级，对不同等级的变形采取不同的监控策略调整：

1) ${\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

2) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k2},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组轻微变形，缩短监控周期加强监督；

3) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k2}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k3},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组中度变形，发出告警信号，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

4)绕组严重变形，发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。

其中，上标i-1、i、i+1分别表示第i-1、i、i+1次辨识。同时，δL_k1、δL_k2、δL_k3这三个阀值的确定应根据变压器长期运行及检修经验进行调整。

横向比较法：

通过同时对变压器A、B、C三相的绕组漏电感辨识结果进行横向比较，根据三相漏电感参数辨识结果的不对称情况来判断是否发生绕组变形，当三相绕组漏电感参数辨识结果L_kA、L_kB、L_kC不平衡度K超过某一阀值K_set时，绕组即可能发生变形。此阀值可依据变压器出厂时三相绕组漏电感不对称情况而定，并根据变压器长期运行检修经验进行调整。

$\begin{array}{c}K=\frac{\max (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})-\min (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})}{(L_{\mathrm{kA}}^b+L_{\mathrm{kB}}^b+L_{\mathrm{kC}}^b)/3}\\ ---\left(13\right)\end{array}$

其中，分别为A、B、C三相绕组漏电感参数基准值。K_set1＝1％,K_set2＝2％,K_set3＝4％

1)K＜K_set1，绕组无变形；

2)K_set1≤K＜K_set2，绕组轻微变形，监控策略调整为缩短监控周期加强监督；

3)K_set2≤K＜K_set3，绕组中度变形，发出告警信号，监控策略调整为连续监控，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

4)K≥K_set3，绕组严重变形，在线监测装置发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。

纵向比较法：

在进行绕组状态诊断时，通过一段时间内辨识得到的漏电感偏差量的变化趋势分析绕组的变形趋势。变压器绕组变形分为突发性和缓慢发展性两种。绕组发生突发性变形时，变形由于存在一定程度的弹性恢复，其漏电感参数值相应地呈现为阶跃性变化，而对于绕组发生缓慢发展性变形时，漏电感参数值则表现为缓慢而持续的增长变化趋势，此时，变形是不可逆转的。因此，可以用趋势分析法来对变压器绕组的当前状态进行分析、预测。即当在某段时间内辨识得到的变压器绕组漏电感变化量呈现为持续缓慢的增长趋势时，绕组就有可能存在潜伏性变形隐患。

根据得到的当前绕组漏电感参数辨识值相对上次绕组漏电感参数辨识之的偏差量通过将逐次累加得到来分析判断绕组是否发生变形及变形程度。将与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较。

1) $\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

2)绕组轻微变形，缩短监控周期加强监督；

3)绕组中度变形，发出告警信号，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

4)绕组严重变形，发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。

绕组状态辨识方法将辨识得到的绕组漏电感参数依次通过绕组状态辨识单元中的传统辨识方法模块，横向比较法模块，纵向比较法模块。

若某一模块返回绕组状态不健康则立即发出告警信号，提醒用户注意，并打印报告，若某一模块返回绕组状态健康，则通过下一模块，直至所有模块均返回绕组状态健康，则绕组状态判断结果为绕组健康。

本发明基于变压器绕组在线监测方法，通过对绕组漏电感辨识结果的推演，得到变压器绕组健康状态，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 (1)

1.一种变压器绕组变形的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：分别通过传统比较法、横向比较法、纵向比较法判断出变压器绕组的健康状态，当以上三种方法中的至少一种方法判断出绕组变形时，则认定绕组发生变形，否则认定绕组状态良好；

其中传统比较法是：

对A、B、C三相，进行漏电感参数辨识，分析辨识得到的三相绕组等值漏电感偏差量δL_kj的变化趋势，并将δL_kj与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较，将变压器绕组变形分为轻微、中度和严重三个等级，具体判断标准如下：

(1) ${\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

(2) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k2},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组轻微变形，缩短监控周期加强监督；

(3) ${\mathrm{\&delta;L}}_{k2}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k3},$ 且 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^{i-1}\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^i\&le;{\mathrm{\&delta;L}}_k^{i+1},$ 绕组中度变形，发出告警信号，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

(4)绕组严重变形，发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告；

其中，上标i-1、i、i+1分别表示第i-1、i、i+1次辨识；

其中横向比较法是：

通过同时对变压器A、B、C三相的绕组漏电感辨识结果进行横向比较，根据三相漏电感参数辨识结果的不对称情况来判断是否发生绕组变形，当三相绕组漏电感参数辨识结果L_kA、L_kB、L_kC不平衡度K超过某一阀值K_set时，绕组即发生变形，其中

$K=\frac{\max (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})-\min (L_{\mathrm{kA}},L_{\mathrm{kB}},L_{\mathrm{kC}})}{(L_{\mathrm{kA}}+L_{\mathrm{kB}}+L_{\mathrm{kC}})/3};$

其中，L_kA、L_kB、L_kC分别为变压器A、B、C三相绕组漏电感参数辨识结果，K_set1＝1％,K_set2＝2％,K_set3＝4％，具体判断标准如下：

(1)K＜K_set1，绕组无变形；

(2)K_set1≤K＜K_set2，绕组轻微变形，监控策略调整为缩短监控周期加强监督；

(3)K_set2≤K＜K_set3，绕组中度变形，发出告警信号，监控策略调整为连续监控，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

(4)K≥K_set3，绕组严重变形，在线监测装置发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告；

其中纵向比较法是：

根据得到的当前绕组漏电感参数辨识值相对上次绕组漏电感参数辨识之的偏差量通过将逐次累加得到来分析判断绕组是否发生变形及变形程度，其中偏差量 ${\mathrm{\&delta;L}}_k^i=\left|\frac{L_k^i-L_k^{i-1}}{L_k^{i-1}}\right|\&times;100\%;$

其中，上标i-1、i分别表示第i-1、i次绕组漏电感辨识，将与三个阀值δL_k1＝1％、δL_k2＝2％、δL_k3＝4％作比较，具体判断标准如下：

(1) $\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;L}}_k^i<{\mathrm{\&delta;L}}_{k1},$ 绕组无变形；

(2)绕组轻微变形，缩短监控周期加强监督；

(3)绕组中度变形，发出告警信号，在适当时机安排变压器退出运行进行维护检修；

(4)绕组严重变形，发出严重警告信号，马上停运变压器，并打印报告。