CN107194087A - 一种在运变压器抗短路能力的评估方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种在运变压器抗短路能力的评估方法，通过搭建的变压器模型平台模拟待测变压器的评估模型，对评估模型进行抗短路能力测试，并根据测试结果，评估在运变压器的抗短路能力。本申请的评估方法基于建立的评估模型，对评估模型开展抗短路能力测试，为评估变压器的抗短路能力提供测试数据支撑；同时，评估过程结合了变压器实际运行环境，通过对比测试中获取的耐受电流I与电网短路电流I^*，评估变压器的抗短路能力，解决了现有技术中，变压器出厂抗短路能力测试时，未考虑变压器实际运行状态下与未运行时抗短路能力不同的问题。因此，本申请的评估结果更准确、更符合在运变压器的实际抗短路能力。

Description

一种在运变压器抗短路能力的评估方法

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种在运变压器抗短路能力的评估方法。

背景技术

变压器是一种电网中常用的电力设备，用于实现电网电压的等级变换。近年来，随着大电网的建设，电力系统中的短路电流随之大幅增大，为了确保电力系统的安全、稳定运行，对变压器抗短路能力的要求也越来越高。

目前，针对变压器抗短路能力的检测多是在变压器出厂时，对变压器的抗短路能力进行校核，若满足校核标准，方可投入运行。但是，在变压器的实际运行中，仍出现了大量变压器发生短路故障。究其原因在于，变压器在实际运行中，其抗短路能力将会较出厂时有所下降，也就是说，变压器出厂时测量的抗短路能力并不能准确体现在运变压器在运时的抗短路能力。因此，即使出厂时变压器的抗短路能力达到电路要求，在实际的在线运行中，变压器仍可能出现因无法承受电网中的短路电流而发生损坏的问题。

发明内容

本申请提供了一种在运变压器抗短路能力的评估方法，以解决现有技术中无法准确评估变压器在运状态下的抗短路能力的问题。

一种在运变压器抗短路能力的评估方法，所述方法包括：

构建变压器模拟平台，所述变压器模拟平台用于模拟不同结构参数的变压器；

获取待测变压器的结构参数，并根据获取的待测变压器的结构参数，在所述变压器模拟平台上建立所述待测变压器的评估模型；

利用所述评估模型，检所述测待测变压器的耐受电流I；

根据所述耐受电流I与电网短路电流I^*，计算所述待测变压器的抗短路能力，其中，所述电网短路电流I^*为运载所述待测变压器的电网的最大短路电流。

优选地，所述结构参数包括高压线圈参数、低压线圈参数、预紧力及安砸不平衡率。

优选地，所述变压器模拟平台包括数个类别的高压线圈、低压线圈、预紧力及安砸不平衡度。

优选地，根据所述耐受电流I与电网短路电流I^*，计算所述待测变压器的抗短路能力，具体包括，

计算所述耐受电流I与电网短路电流I^*的差值，

若所述差值大于零，则判定待测变压器的抗短路能力合格；

若所述差值等于或小于零，则判定待测变压器的抗短路能力不合格。

优选地，根据所述耐受电流I与电网短路电流I^*，计算所述待测变压器的抗短路能力，具体包括，

计算所述耐受电流I与电网短路电流I^*的比值，

若比值小于1，则评定待测变压器的抗短路能力为不合格级；

若比值大于1且小于1.2，则评定待测变压器的抗短路能力为合格级；

若比值大于12且小于1.4，则评定待测变压器的抗短路能力为良好；

若比值大于1.4且小于1.6，则评定待测变压器的抗短路能力为优秀。

本申请提供一种在运变压器抗短路能力的评估方法，通过搭建的变压器模型平台模拟待测变压器的评估模型，对评估模型进行抗短路能力测试，并根据测试结果，评估在运变压器的抗短路能力。本申请的评估方法基于建立的评估模型，对评估模型开展抗短路能力测试，为评估变压器的抗短路能力提供测试数据支撑；同时，评估过程结合了变压器实际运行环境，通过对比测试中获取的耐受电流I与电网短路电流I^*，评估变压器的抗短路能力，解决了现有技术中，变压器出厂抗短路能力测试时，未考虑变压器实际运行状态下与未运行时抗短路能力不同的问题。因此，本申请的评估结果更准确、更符合在运变压器的实际抗短路能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请在运变压器抗短路能力的评估方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

图1为本申请在运变压器抗短路能力的评估方法的一个实施例的流程图，如图1所示，在运变压器抗短路能力的评估方法，方法包括：

S10，构建变压器模拟平台，变压器模拟平台用于模拟不同结构参数的变压器。

变压器的结构参数直接影响着变压器的抗短路能力，因此，若要评估某个变压器的抗短路能力，首先要建立符合该变压器结构参数的变压器模型。本申请中，变压器的结构参数包括高压线圈参数、低压线圈参数、绝缘件的设置、油道宽度、预紧力及安砸不平衡率。此处，特别说明一下高压线圈参数包括高压线圈变形量，低压线圈参数包括低压线圈变形量，在运行中，若线圈发生变形，将影响变压器的抗短路能力。因此，针对在运多年的变压器，应特别注意线圈变形对变压器抗短路能力的影响。当然，变压器的结构参数也可包括其他参数，例如铁芯的尺寸等，本领域技术人员可根据实际需求，进行相应的增减，其均属于本申请的保护范围。

本申请中的变压器模拟平台包括数个不同的高压线圈、低压线圈、绝缘件、预紧力及安砸不平衡度。例如，本实例中，高压线圈包括4类高压线圈，分别为：第一类高压线圈，其线圈未发生变形，绕制方式为纠结连续式，采用的导线为组合纸包导线，匝间绝缘为1.35，导线的机械强度不限；第二高压线圈，其线圈发生变形，绕制方式为纠结连续式，采用的导线为组合纸包导线，匝间绝缘为1.35，导线的机械强度不限；第三类高压线圈，其线圈未发生变形，绕制方式为全连续式或插入电容式，采用的导线为组合纸包导线和换位导线，匝间绝缘为0.95，导线的机械强度>160MPa；第四类高压线圈，其线圈发生变形，绕制方式为全连续式或插入电容式，采用的导线为组合纸包导线和换位导线，匝间绝缘为0.95，导线的机械强度>160MPa。应当说明，高压线圈的类型有多种，本领域技术人员可跟根据实际需要，调整高压线圈的其他性能，例如导线尺寸、变形位置等，建立所需特性的高压线圈。

低压线圈包括4类低压线圈，分别为：第一类低压线圈，其线圈未发生变形，线圈绕制方式为连续式或螺旋式，采用的导线为组合纸包导线，匝间绝缘为0.45，导线的机械强度不限；第二低压线圈，其线圈未发生变形，线圈绕制方式为连续式或螺旋式，采用的导线为组合纸包导线，匝间绝缘为0.45，导线的机械强度不限；第三类低压线圈，其线圈未发生变形，线圈绕制方式为连续式或螺旋式，采用的导线为换位导线，匝间绝缘为0.6，导线的机械强度>160MPa；第四类低压线圈，其线圈发生变形，线圈绕制方式为连续式或螺旋式，采用的导线为换位导线，匝间绝缘为0.6，导线的机械强度>160MPa。应当说明，低压线圈的类型有多种，本领域技术人员可跟根据实际需要，调整低压线圈的其他性能，例如线圈变形位置、导线尺寸、副撑条等，建立所需特性的低压线圈。

绝缘件包括纸筒、压板等，纸筒包括普通纸筒与硬纸筒，压板包括钢质压板与层压木质压板。

油道包括宽度为2mm的油道与宽度为3mm的油道。当然，本领域技术人员可根据实际需求，设定其他宽度的油道。

预紧力是压钉向压板施加的拧压力，压板用于固定线圈，防止线圈发生位移。一般情况下，刚出厂的变压器具有较大的预紧力，对于投入运行或长期运行的变压器，其预紧力将发生减小，当预紧力过小时，线圈将发生松动，发生位移，进而影响变压器的抗短路能力或造成其他故障。

安砸不平衡度包括安砸不平衡度<2％与安砸不平衡度为4％。当然，本领域技术人员可根据实际需求，设定其他安砸不平衡度。

S20，获取待测变压器的结构参数，并根据获取的待测变压器的结构参数，在变压器模拟平台上建立待测变压器的评估模型。

变压器的结构参数直接影响抗短路能力，为建立与待测变压器相匹配的评估模型，需要获取待测变压器的结构参数。本实施例中，变压器的结构参数包括获取高压线圈的类型、低压线圈的类型、线圈变形程度、绝缘件、预紧力与安砸不平衡率等。本领域技术人员可根据实际需要，获取变压器的其他参量作为结构参数，例如铁芯的尺寸等，其均属于本申请的保护范围。

然后，根据获取的待测变压器的结构参数，在变压器模拟平台上选择的合适高压线圈、低压线圈、绝缘件、预紧力与安砸不平衡率，将选取的上述部件进行组装，建立与待测变压器相匹配的评估模型。此处，相匹配是指待测变压器与其对应的评估模型的结构参数一致。

本申请中，变压器模拟平台包括多个不同的高压线圈、低压线圈、绝缘件、预紧力及安砸不平衡度，因此，通过组合不同的高压线圈、低压线圈、绝缘件、预紧力及安砸不平衡度，可在变压器模拟平台上模拟不同结构参数的变压器。

例如，当模拟90年代前生产变压器时(老式变压器)时，若高压线圈、低压线圈均未发生变形，则取第一类高压线圈、第一类低压线圈、钢质压板与普通纸筒，对于预紧力等结构参数的选择需要根据待测变压器的实际情况进行选择；若高压线圈发生变形、低压线圈未发生变形，则取第二类高压线圈、第一类低压线圈、钢质压板与普通纸筒，对于预紧力等结构参数的选择需要根据待测变压器的实际情况进行选择；若高压线圈未发生变形、低压线圈发生变形，则取第一类高压线圈、第二类低压线圈、钢质压板与普通纸筒，对于预紧力等结构参数的选择需要根据待测变压器的实际情况进行选择；若高压线圈、低压线圈均发生变形，则取第二类高压线圈、第二类低压线圈、钢质压板与普通纸筒，对于预紧力等结构参数的选择需要根据待测变压器的实际情况进行选择。

高压线圈发生当模拟90年代后生产变压器时(新式变压器)，若高压线圈、低压线圈均未发生变形，则选取第三类高压线圈、第三类低压线圈、硬纸筒、层压木质压板与宽度为3mm的油道，对于、预紧力等结构参数需要根据待测变压器的实际情况进行选择；若高压线圈发生变形、低压线圈未发生变形，则选取第四类高压线圈、第三类低压线圈、硬纸筒、层压木质压板与宽度为3mm的油道，对于预紧力等结构参数需要根据待测变压器的实际情况进行选择；若高压线圈发生未变形、低压线圈发生变形，则选取第三类高压线圈、第四类低压线圈、硬纸筒、层压木质压板与宽度为3mm的油道，对于预紧力等结构参数需要根据待测变压器的实际情况进行选择；若高压线圈、低压线圈均发生变形，则选取第四类高压线圈、第四类低压线圈、硬纸筒、层压木质压板与宽度为3mm的油道，对于预紧力等结构参数需要根据待测变压器的实际情况进行选择。

当模拟低机械强度的变压器时，若与安砸不平衡度<2％，对于高压线圈、低压线圈、预紧力等其他的结构参数可根据待测变压器的实际情况进行选择；

当模拟高机械强度的变压器时，选取安砸不平衡度为4％，对于高压线圈、低压线圈、预紧力等其他的结构参数可根据待测变压器的实际情况进行选择。

变压器运行一段时间后，其抗短路能力将有所改变，所以搭建模型平台应该基于在运变压器的参数进行搭建。本实施例中，对线圈变形量、预紧力等结构参数进行设置，体现了压器运行后在结构上的改变。

S30，利用评估模型，检测待测变压器的耐受电流I。

对评估模型进行抗短路能力测试，其测试过程按照GB1094.5-2008的规范要求进行，测试中获得的最大抗短路电流，并将该电流作为待测变压器的耐受电流I。

S40，根据耐受电流I与电网短路电流I^*，计算待测变压器的抗短路能力，其中，电网短路电流I^*为运载待测变压器的电网的最大短路电流。

目前，获取电网短路电流I^*的方法有多种，例如近似标么值法、潮流计算法等，在此，不对电网短路电流I^*的具体计算方法进行限定。

根据耐受电流I与电网短路电流I^*，计算待测变压器抗的短路能力方法有多种，例如，本申请中，计算耐受电流I与电网短路电流I^*的差值，若差值大于零，则判定待测变压器的抗短路能力合格；若差值等于或小于零，则判定待测变压器的抗短路能力不合格。

当然，本领域技术人员可根据实际需求，还可设置其他计算待测变压器的抗短路能力方法，例如，计算耐受电流I与电网短路电流I^*的比值，若比值小于1，则评定待测变压器的抗短路能力为不合格级；若比值大于1且小于1.2，则评定待测变压器的抗短路能力为合格级；若比值大于12且小于1.4，则评定待测变压器的抗短路能力为良好；若比值大于1.4且小于1.6，则评定待测变压器的抗短路能力为优秀。

以上的本申请实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种在运变压器抗短路能力的评估方法，其特征在于，所述方法包括：

构建变压器模拟平台，所述变压器模拟平台用于模拟不同结构参数的变压器；

获取待测变压器的结构参数，并根据获取的待测变压器的结构参数，在所述变压器模拟平台上建立所述待测变压器的评估模型；

利用所述评估模型，检测所述待测变压器的耐受电流I；

根据所述耐受电流I与电网短路电流I^*，计算所述待测变压器的抗短路能力，其中，所述电网短路电流I^*为运载所述待测变压器的电网的最大短路电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构参数包括高压线圈参数、低压线圈参数、预紧力及安砸不平衡率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述变压器模拟平台包括数个高压线圈、低压线圈、预紧力及安砸不平衡度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述耐受电流I与电网短路电流I^*，计算所述待测变压器抗的短路能力，具体包括，

计算所述耐受电流I与电网短路电流I^*的差值，

若所述差值大于零，则判定待测变压器的抗短路能力合格；

若所述差值等于或小于零，则判定待测变压器的抗短路能力不合格。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述耐受电流I与电网短路电流I^*，计算所述待测变压器抗的短路能力，具体包括，

计算所述耐受电流I与电网短路电流I^*的比值，

若比值小于1，则评定待测变压器的抗短路能力为不合格级；

若比值大于1且小于1.2，则评定待测变压器的抗短路能力为合格级；

若比值大于12且小于1.4，则评定待测变压器的抗短路能力为良好；

若比值大于1.4且小于1.6，则评定待测变压器的抗短路能力为优秀。