CN108875287B - 一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统，通过采集电抗器的包封绕组高度、电抗器半径、支路匝数和包封导线种类数，计算得到电抗器结构复杂度。通过计算得到的电抗器结构复杂度，证明了电抗器结构复杂度的高低直接影响到电抗器的制造质量，揭示出当其复杂度过高时，现有制造技术是不能保障生产出合格的电抗器。

Description

一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统

技术领域

本申请涉及输变电技术领域，尤其涉及一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统。

背景技术

近年来，随着超高压、特高压大电网的建设，以及西电东送长距离输电的需要，电网中大量使用了干式空心电抗器(以下简称电抗器)。

但随着电抗器的大量投运，其缺陷也逐步暴露出来。自2001年至2016年某电网公司运行的291台电抗器共发生烧损故障34台，平均烧损率达：11.8％，其中2010年、2015年每年烧损7台之多，烧损最多的变电站10年内共烧损18台，造成较严重的事故隐患。

目前，对于电抗器发生烧损故障的原因，行业内一般认为主要存在制造工艺、人员技术水平及责任心等问题，但这都不是不同厂家、不同批次电抗器都普遍发生烧损故障的本质原因，而且所有的分析都是定性研究，没有一个对电抗器制造过程存在问题进行定量分析研究的方法。

发明内容

本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统，通过对电抗器结构复杂度的定量分析，揭示了电抗器制造系统的复杂度变化对其制造的电抗器的质量的保障能力的关系。

第一方面，本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析方法包括：

步骤S1，采集电抗器的包封绕组高度、半径、支路匝数和包封导线种类数；

步骤S2，根据所述电抗器的包封绕组高度，计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh；

步骤S3，根据所述电抗器的半径，计算得到电抗器半径变化率Δr；

步骤S4,根据所述电抗器的支路匝数，计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz；

步骤S5，根据所述电抗器的包封导线种类数，计算得到电抗器的包封导线种类变化率Δx；

步骤S6，根据所述包封绕组高度变化率Δh、所述电抗器半径变化率Δr、所述支路匝数变化率Δz和所述包封导线种类变化率Δx，计算得到电抗器的结构复杂度D_p。

可选择的，所述根据所述电抗器的包封绕组高度，计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh包括，按照如下公式计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh：

式中，h_d为包封绕组的最大高度；h_s为包封绕组的最小高度。

可选择的，所述根据所述电抗器的半径，计算得到电抗器半径变化率Δr包括，按照如下公式计算得到电抗器半径变化率Δr：

式中，r_d为电抗器最大半径；r_s为电抗器最小半径。

可选择的，所述根据所述电抗器的支路匝数，计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz包括，按照如下公式计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz：

式中，z_d为各支路最大匝数；z_s为各支路最小匝数。

可选择的，所述根据所述电抗器的包封导线种类数，计算得到电抗器的包封导线种类变化率Δx包括，按照如下公式计算得到包封导线种类变化率Δx：

式中，x_d为最大包封导线种类数；x_s为最小包封导线种类数。

可选择的，所述根据所述包封绕组高度变化率Δh、所述电抗器半径变化率Δr、所述支路匝数变化率Δz和所述包封导线种类变化率Δx，计算得到电抗器的结构复杂度D_p包括，按照如下公式计算得到电抗器结构复杂度D_p：

D_P＝L_P(Δh+Δr+Δz+Δx)

式中，L_p为P容量电抗器的支路匝数。

第二方面，本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析系统，包括：参数采集单元、包封绕组高度变化率计算模块、电抗器半径变化率计算模块、支路匝数变化率计算模块、包封导线种类变化率计算模块和结构复杂度计算模块，其中，

所述参数采集单元，用于采集电抗器的包封绕组高度、半径、支路匝数和包封导线种类数；

所述包封绕组高度变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述包封绕组高度，计算得到包封绕组高度变化率；

所述电抗器半径变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述电抗器半径，计算得到电抗器半径变化率；

所述支路匝数变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述支路匝数，计算得到支路匝数变化率；

所述包封导线种类变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的包封导线种类数，计算得到包封导线种类变化率；

所述结构复杂度计算模块，用于根据所述包封绕组高度变化率、所述电抗器半径变化率、所述支路匝数变化率和所述包封导线种类变化率，计算得到结构复杂度。

可选择的，所述参数采集单元包括包封绕组高度采集模块、电抗器半径采集模块、支路匝数采集模块和包封导线种类数采集模块，其中，

所述绕组高度采集模块，用于采集电抗器的包封绕组高度，采集的所述包封绕组高度包括包封绕组的最大高度最小高度；

所述电抗器半径采集模块，用于采集电抗器的半径，采集的所述电抗器半径包括电抗器最大半径和电抗器最小半径；

所述支路匝数采集模块，用于采集电抗器的支路匝数，采集的所述支路匝数包括电抗器各支路最大匝数和最小匝数；

所述包封导线种类数采集模块，用于采集电抗器的包封导线种类数，采集的所述包封导线种类数包括最大包封导线种类数和最小包封导线种类数。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统，通过采集电抗器的包封绕组高度、电抗器半径、支路匝数和包封导线种类数，计算得到电抗器结构复杂度。通过计算得到的电抗器结构复杂度，揭示了电抗器制造系统的复杂度变化对其制造的电抗器的质量的保障能力的关系。随着电抗器复杂度的上升，现有电抗器制造系统不能有效保障其产品质量。这是造成不同厂家、不同批次的电抗器普遍发生烧损故障的主要原因。本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统，找到了电抗器发生烧毁故障的原因，为电抗器产品质量提升指明了方向。

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为本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析方法的流程图；

图2为本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析系统的结构示意图；

图3为本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析系统的参数采集单元的结构示意图；

图4为本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统的电抗器复杂度与故障率的关系图。

具体实施方式

下面结合本申请中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于再次描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

第一方面，参见图1，为本申请一种电抗器结构复杂度的分析方法的流程图。本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析方法包括：

步骤S1，采集电抗器的包封绕组高度、半径、支路匝数和包封导线种类数；

步骤S2，根据所述电抗器的包封绕组高度，计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh；

步骤S3，根据所述电抗器的半径，计算得到电抗器半径变化率Δr；

步骤S4,根据所述电抗器的支路匝数，计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz；

步骤S5，根据所述电抗器的包封导线种类数，计算得到电抗器的包封导线种类变化率Δx；

步骤S6，根据所述包封绕组高度变化率Δh、所述电抗器半径变化率Δr、所述支路匝数变化率Δz和所述包封导线种类变化率Δx，计算得到电抗器的结构复杂度D_p。

可选择的，所述根据所述电抗器的包封绕组高度，计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh包括，按照如下公式计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh：

式中，h_d为包封绕组的最大高度；h_s为包封绕组的最小高度。

可选择的，所述根据所述电抗器的半径，计算得到电抗器半径变化率Δr包括，按照如下公式计算得到电抗器半径变化率Δr：

式中，r_d为电抗器最大半径；r_s为电抗器最小半径。

可选择的，所述根据所述电抗器的支路匝数，计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz包括，按照如下公式计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz：

式中，z_d为各支路最大匝数；z_s为各支路最小匝数。

可选择的，所述根据所述电抗器的包封导线种类数，计算得到电抗器的包封导线种类变化率Δx包括，按照如下公式计算得到包封导线种类变化率Δx：

式中，x_d为最大包封导线种类数；x_s为最小包封导线种类数。

可选择的，所述根据所述包封绕组高度变化率Δh、所述电抗器半径变化率Δr、所述支路匝数变化率Δz和所述包封导线种类变化率Δx，计算得到电抗器的结构复杂度D_p包括，按照如下公式计算得到电抗器结构复杂度D_p：

D_P＝L_P(Δh+Δr+Δz+Δx)

式中，L_p为P容量电抗器的支路匝数。

根据上述的一种电抗器结构复杂度的分析方法，对实际使用中的3.3Mvar-20Mvar电抗器开展了复杂度计算分析，如下表：

参见上表和图4，可以看出，当电抗器的容量由3.3Mvavr增容到20Mavr时，复杂度由24上升到116，上升了近5倍，对映的故障率由0.87％上升到11％，上升了12倍。通过电抗器结构复杂度的定量分析，可以看出电抗器的高故障率与高复杂度呈现明显的正相关性，随着电抗器复杂度的上升，现有制造系统已不能有效保障其产品质量。这是造成不同厂家、不同批次电抗器普遍发生烧损的主要原因，从而降低故障率的出路是大幅降低电抗器的结构复杂度。

第二方面，参见图2，为本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析系统的结构示意图。本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析系统，包括：参数采集单元、包封绕组高度变化率计算模块、电抗器半径变化率计算模块、支路匝数变化率计算模块、包封导线种类变化率计算模块和结构复杂度计算模块，其中，

所述参数采集单元，用于采集电抗器的包封绕组高度、半径、支路匝数和包封导线种类数；

所述包封绕组高度变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述包封绕组高度，计算得到包封绕组高度变化率；

所述电抗器半径变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述半径，计算得到电抗器半径变化率；

所述支路匝数变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述支路匝数，计算得到支路匝数变化率；

所述包封导线种类变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的包封导线种类数，计算得到包封导线种类变化率；

所述结构复杂度计算模块，用于根据所述包封绕组高度变化率、所述电抗器半径变化率、所述支路匝数变化率和所述包封导线种类变化率，计算得到结构复杂度。

参见图3，为本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析系统的参数采集单元的结构示意图。可选择的，所述参数采集单元包括包封绕组高度采集模块、电抗器半径采集模块、支路匝数采集模块和包封导线种类数采集模块，其中，

所述绕组高度采集模块，用于采集电抗器的包封绕组高度，采集的所述包封绕组高度包括包封绕组的最大高度最小高度；

所述电抗器半径采集模块，用于采集电抗器的半径，采集的所述电抗器半径包括电抗器最大半径和电抗器最小半径；

所述支路匝数采集模块，用于采集电抗器的支路匝数，采集的所述支路匝数包括电抗器各支路最大匝数和最小匝数；

所述包封导线种类数采集模块，用于采集电抗器的包封导线种类数，采集的所述包封导线种类数包括最大包封导线种类数和最小包封导线种类数。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统，通过采集电抗器的包封绕组高度、电抗器半径、支路匝数和包封导线种类数，计算得到电抗器结构复杂度。通过计算得到的电抗器结构复杂度，揭示了电抗器制造系统的复杂度变化对其制造的电抗器的质量的保障能力的关系。随着电抗器复杂度的上升，现有电抗器制造系统不能有效保障其产品质量。这是造成不同厂家、不同批次的电抗器普遍发生烧损故障的主要原因。本申请提供的一种电抗器结构复杂度的分析方法及系统，找到了电抗器发生烧毁故障的原因，为电抗器产品质量提升指明了方向。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种电抗器结构复杂度的分析方法，其特征在于，所述电抗器结构复杂度的分析方法包括：

步骤S1，采集电抗器的包封绕组高度、半径、支路匝数和包封导线种类数；

步骤S2，根据所述电抗器的包封绕组高度，计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh；

按照如下公式计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh：

式中，h_d为包封绕组的最大高度；h_s为包封绕组的最小高度；

步骤S3，根据所述电抗器的半径，计算得到电抗器半径变化率Δr；

按照如下公式计算得到电抗器半径变化率Δr：

式中，r_d为电抗器最大半径；r_s为电抗器最小半径；

步骤S4，根据所述电抗器的支路匝数，计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz；

按照如下公式计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz：

式中，z_d为各支路最大匝数；z_s为各支路最小匝数；

步骤S5，根据所述电抗器的包封导线种类数，计算得到电抗器的包封导线种类变化率Δx；

按照如下公式计算得到包封导线种类变化率Δx：

式中，x_d为最大包封导线种类数；x_s为最小包封导线种类数；

步骤S6，根据所述包封绕组高度变化率Δh、所述电抗器半径变化率Δr、所述支路匝数变化率Δz和所述包封导线种类变化率Δx，计算得到电抗器的结构复杂度D_p；

按照如下公式计算得到电抗器结构复杂度D_p：

D_P＝L_P(Δh+Δr+Δz+Δx)

式中，L_p为P容量电抗器的支路匝数。

2.一种电抗器结构复杂度的分析系统，其特征在于，所述电抗器结构复杂度的分析系统包括参数采集单元、包封绕组高度变化率计算模块、电抗器半径变化率计算模块、支路匝数变化率计算模块、包封导线种类变化率计算模块和结构复杂度计算模块，其中，

所述参数采集单元，用于采集电抗器的包封绕组高度、电抗器半径、支路匝数和包封导线种类数；

所述包封绕组高度变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述包封绕组高度，计算得到包封绕组高度变化率；

按照如下公式计算得到电抗器的包封绕组高度变化率Δh：

式中，h_d为包封绕组的最大高度；h_s为包封绕组的最小高度；

所述电抗器半径变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述电抗器半径，计算得到电抗器半径变化率；

按照如下公式计算得到电抗器半径变化率Δr：

式中，r_d为电抗器最大半径；r_s为电抗器最小半径；

所述支路匝数变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的所述支路匝数，计算得到支路匝数变化率；

按照如下公式计算得到电抗器的支路匝数变化率Δz：

式中，z_d为各支路最大匝数；z_s为各支路最小匝数；

所述包封导线种类变化率计算模块，用于根据参数采集单元采集的包封导线种类数，计算得到包封导线种类变化率；

按照如下公式计算得到包封导线种类变化率Δx：

式中，x_d为最大包封导线种类数；x_s为最小包封导线种类数；

所述结构复杂度计算模块，用于根据所述包封绕组高度变化率、所述电抗器半径变化率、所述支路匝数变化率和所述包封导线种类变化率，计算得到结构复杂度；

按照如下公式计算得到电抗器结构复杂度D_p：

D_P＝L_P(Δh+Δr+Δz+Δx)

式中，L_p为P容量电抗器的支路匝数。

3.如权利要求2所述的电抗器结构复杂度的分析系统，其特征在于，所述参数采集单元包括包封绕组高度采集模块、电抗器半径采集模块、支路匝数采集模块和包封导线种类数采集模块，其中，

所述绕组高度采集模块，用于采集电抗器的包封绕组高度，采集的所述包封绕组高度包括包封绕组的最大高度最小高度；

所述电抗器半径采集模块，用于采集电抗器的半径，采集的所述电抗器半径包括电抗器最大半径和电抗器最小半径；

所述支路匝数采集模块，用于采集电抗器的支路匝数，采集的所述支路匝数包括电抗器各支路最大匝数和最小匝数；

所述包封导线种类数采集模块，用于采集电抗器的包封导线种类数，采集的所述包封导线种类数包括最大包封导线种类数和最小包封导线种类数。

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