CN109061356B - 一种配电变压器运行档位的检测方法及装置 - Google Patents

一种配电变压器运行档位的检测方法及装置 Download PDF

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CN109061356B CN201811123014.7A CN201811123014A CN109061356B CN 109061356 B CN109061356 B CN 109061356B CN 201811123014 A CN201811123014 A CN 201811123014A CN 109061356 B CN109061356 B CN 109061356B
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Abstract

本申请公开了一种配电变压器运行档位的检测方法及装置，测量配电变压器运行状态下的高压侧的高压侧电压U以及低压侧三相电压Ua、Ub、Uc与电流Ia、Ib、Ic；并根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc与电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修；然后，根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K；最后，利用变压器变比K，确定配电变压器当前运行档位。本申请提供的检测方法及装置，在配电变压器负载条件下，监管配电变压器的运行档位，其检测过程考虑了配电变压器运行时自身阻抗引起的压降，可准确测量配电变压器负载条件下的运行档位，为配电电压器的检测与维修提供数据支撑，同时，也提高了配电变压器的供电可靠性。

Description

一种配电变压器运行档位的检测方法及装置
技术领域
本申请涉及供配电技术领域，尤其涉及一种配电变压器运行档位的检测方法及装置。
背景技术
配电变压器是指运行在配电网中电压等级为10-35kV、容量为6300kVA及一下直接向终端用户供电的电力变压器，其主要用于传输电能。通常，配电变压器设置在水平位置相对较较高的塔杆上，因此，对于本领域技术人员来说，无法实时观察配电变压器的运行档位，从而对配电变压器的维护工作造成较大的不便。
目前，测量配电变压器运行档位的过程多在空载条件下进行，与负载条件下相比，空载条件没有考虑到配电变压器运行时自身阻抗引起的压降，因此，其测量的运行数据与实际的运行数据之间存在及较大误差，导致无法准确的测量配电变压器的运行档位，从而影响配电电压器的检测与维修，进而影响配电变压器的供电可靠性。
因此，亟待一种可在负载条件下，监管配电变压器运行档位的方法。
发明内容
本申请提供了一种配电变压器运行档位的检测方法及装置，以解决现有的测量配电变压器运行档位的过程多在空载条件下，无法考虑配电变压器运行时自身阻抗引起的压降，从而造成无法准确测量配电变压器的运行档位的问题。
第一方面，本申请提供了一种配电变压器运行档位的检测方法，包括，
测量配电变压器高压侧的高压侧电压U；
采集配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic；
根据低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修；
根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K；
根据计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位。
优选地，根据低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修，具体包括，
根据配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG；
根据低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，计算阻抗压降修正值△U，阻抗压降修正值△U的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000011
其中，UN为配电变压器低压侧额定电压，IN为配电变压器低压侧额定电流，Uk％为配电变压器额定短路阻抗；
根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG以及阻抗压降修正值△U，计算低压侧修正电压U修，低压侧修正电压U修的计算公式为：U修＝UAVG+ΔU。
优选地，根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K，具体包括，
根据高压侧电压U与低压侧修正电压U修，计算配电变压器的变压器变比K，变压器变比K的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000021
第二方面，本申请还提供了一种配电变压器运行档位的检测装置，包括档位计量单元以及均与所述档位计量单元连接的高压侧信号测量单元与低压侧信号测量单元，其中，所述高压侧信号测量单元包括高电压测量器，所述高电压测量器包括挂线组件以及串联的高压电容与低压电容，所述高压电容输入端通过所述挂线组件与配电变压器的高压引流线连接，所述低压电容的输出端用于接地；
所述低压电容两端并联电压表，所述电压表用于测量高压侧电压U，并通过测量线将测量的高压侧电压U传至所述档位计量单元；
所述低压侧信号测量单元包括试验线与位于所述试验线自由端的电流钳形表，所述电流钳形表用于采集配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，并将采集的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic传至所述档位计量单元；
所述档位计量单元包括修正电压计算模块、变比计算模块以及档位确定模块，其中，所述修正电压计算模块用于根据高压侧电压U以及低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修，
所述变比计算模块用于根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K，
所述档位确定模块用于根据计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位。
优选地，所述修正电压计算模块包括，
所述平均值计算子模块，用于根据配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG；
所述修正值计算子模块，用于根据低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，计算阻抗压降修正值△U，阻抗压降修正值△U的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000022
其中，UN为配电变压器低压侧额定电压，IN为配电变压器低压侧额定电流，Uk％为配电变压器额定短路阻抗；
所述低压侧修正电压计算子模块用于根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG以及阻抗压降修正值△U，计算低压侧修正电压U修，低压侧修正电压U修的计算公式为：U修＝UAVG+ΔU。
优选地，所述挂线组件包括绝缘操作杆，所述绝缘操作杆上固设静触头，所述静触头通过金属连接线与所述高电压测量器的高压电容相连接；
所述绝缘操作杆上与所述静触头相应的位置上设有动触头，所述动触头通过一绝缘弹性件与所述绝缘操作杆连接，所述绝缘弹性件用于静触头与动触头的闭合与分断。
优选地，所述高压侧信号测量单元还包括用于拉动动触头的拉动组件，所述拉动组件包括绝缘拉杆，所述绝缘拉杆置于所述绝缘操作杆内部，所述绝缘拉杆的轴线与所述绝缘操作杆的轴线以及绝缘弹性件的伸缩方向重合，所述绝缘拉杆可在所述绝缘操作杆内沿轴线的方向直线运动；
所述绝缘拉杆靠近所述静触头一端穿出所述绝缘操作杆，且与所述动触头固定连接。
优选地，所述绝缘拉杆远离所述静触头一端通过一金属连接头连接操作把手。
优选地，所述绝缘操作杆与所述绝缘拉杆采用环氧树脂材料制成。
优选地，所述绝缘操作杆绝缘强度为95kV，且其长度大于3米。
本申请提供了一种配电变压器运行档位的检测方法及装置，测量配电变压器运行状态下的高压侧的高压侧电压U，以及低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic；并根据低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修；然后，根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K；最后，利用计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位。
本申请提供了一种配电变压器运行档位的检测方法及装置，在配电变压器负载条件下，监管配电变压器的运行档位，检测过程考虑了配电变压器运行时自身阻抗引起的压降，从而解决了传统检测方法无法准确测量配电变压器的运行档位的问题，进而为配电电压器的检测与维修提供数据支撑，同时，也提高了配电变压器的供电可靠性。
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为本申请配电变压器运行档位的检测方法的流程图；
图2为本申请配电变压器运行档位的检测装置的结构示意图；
图3为本申请高压侧信号测量单元的结构示意图；
图4为本申请档位计量单元的结构示意图。
图1-4中的标号分别表示为：1-档位计量单元，11-修正电压计算模块，111-平均值计算子模块，112-修正值计算子模块，113-低压侧修正电压计算子模块，12-变比计算模块，13-档位确定模块，2-高压侧信号测量单元，21-高压电容，22-低压电容，23-电压表，24-挂线组件，241-绝缘操作杆，242-静触头，243-动触头，244-绝缘弹性件，25-拉动组件，251-绝缘拉杆，252-金属连接头，253-操作把手，3-低压侧信号测量单元，31-试验线，32-电流钳形表，4-配电变压器。
具体实施方式
图1为本申请配电变压器运行档位的检测方法的流程图，如图1所示，配电变压器运行档位的检测方法，包括，
步骤S100，测量配电变压器高压侧的高压侧电压U。
步骤S200，采集配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic。
步骤S300，根据低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修。
本实施例中，步骤S300具体包括，
步骤S301，根据配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG。其中，
Figure BDA0001811746150000031
步骤S302，根据低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，计算阻抗压降修正值△U，阻抗压降修正值△U的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000032
其中，UN为配电变压器低压侧额定电压，IN为配电变压器低压侧额定电流，Uk％为配电变压器额定短路阻抗。
步骤S303，根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG以及阻抗压降修正值△U，计算低压侧修正电压U修，低压侧修正电压U修的计算公式为：U修＝UAVG+ΔU。
根据配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG。
步骤S400，根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K。
本申请中，变压器变比K的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000041
步骤S500，根据计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位。
应当说明，对于变压器，其每个档位都对应有固定的变比，即变压器变比和档位存在一一对应关系。因此，通过比对计算的变压器变比K与铭牌额定变比，即可得出待测配电变压器当前的运行档位。
为配合上述步骤的实现，本申请还提供一种实现上述检测方法的装置。图2为本申请配电变压器运行档位的检测装置的结构示意图，如图2所示，配电变压器运行档位的检测装置包括档位计量单元1、高压侧信号测量单元2以及低压侧信号测量单元3，其中，高压侧信号测量单元2以及低压侧信号测量单元3均通过测量线与档位计量单元1连接，并通过测量线向档位计量单元1传输采集或监测的数据。
图3为本申请高压侧信号测量单元的结构示意图，如图3所示，高压侧信号测量单元2包括高电压测量器，高电压测量器包括挂线组件24以及串联的高压电容21与低压电容22，高压电容21输入端通过挂线组件24与配电变压器4的高压引流线连接，低压电容22的输出端用于接地。低压电容22两端并联电压表23，电压表23测量待测配电变压器4的高压侧电压U，并通过测量线将测量的高压侧电压U传至档位计量单元1。
本申请中，挂线组件24包括绝缘操作杆241，绝缘操作杆241上固设静触头242，静触头242通过金属连接线与高电压测量器的高压电容21相连接。绝缘操作杆241上与静触头242相应的位置上设有动触头243，动触头243通过一绝缘弹性件244与绝缘操作杆241连接，绝缘弹性件244用于静触头242与动触头243的闭合与分断。当绝缘弹性件244处于压缩状态时，静触头242与动触头243被迫分离，静触头242与动触头243分断。当绝缘弹性件244处于非受力状态时，静触头242与动触头243被迫压紧，静触头242与动触头243闭合。通过绝缘弹性件244的伸缩，控制静触头242与动触头243的闭合与分断，从而实现配电变压器的高压引流线的挂接。
为方便控制静触头242与动触头243的闭合与分断，本实施例中，高压侧信号测量单元2还包括用于拉动动触头243的拉动组件25，拉动组件25包括绝缘拉杆251，绝缘拉杆251置于绝缘操作杆241内部，绝缘拉杆251的轴线与绝缘操作杆241的轴线以及绝缘弹性件244的伸缩方向重合，绝缘拉杆251可在绝缘操作杆241内沿轴线的方向直线运动；绝缘拉杆251靠近静触头242一端穿出绝缘操作杆241，且与动触头243固定连接。为增加装置的安全性，本实施例中，绝缘拉杆251远离静触头242一端通过一金属连接头252连接操作把手253。
为进一步增加装置的安全性，本实施例中，绝缘操作杆241与绝缘拉杆251采用环氧树脂材料制成。另外，绝缘操作杆241绝缘强度为95kV，且其长度大于3米，以保证人与带电设备有足够的安全距离。
具体使用时，通过向下拉动操作把手253，带动绝缘拉杆251及动触头243产生相对于绝缘操作杆241的位移，此时，绝缘弹性件244被压缩，静触头242与动触头243被迫分离，挂入配电变压器4的高压引流线。然后，松开操作把手253，绝缘弹性件244回复原状态，动触头243与静触头242将被压紧，完成配电变压器的高压引流线的挂接工作。
低压侧信号测量单元3包括试验线31与位于试验线31自由端的电流钳形表32，电流钳形表32采集配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，并将采集的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic传至档位计量单元1。
档位计量单元1根据高压侧电压U以及低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算得出配电变压器当前的运行档位。图4为本申请档位计量单元的结构示意图，如图4所示，档位计量单元1包括修正电压计算模块11、变比计算模块12以及档位确定模块13。
其中，修正电压计算模块11根据高压侧电压U以及低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修。本实施例中，修正电压计算模块11具体包括平均值计算子模块111、修正值计算子模块112与低压侧修正电压计算子模块113。平均值计算子模块111根据配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，其中，
Figure BDA0001811746150000051
修正值计算子模块112根据低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，计算阻抗压降修正值△U，阻抗压降修正值△U的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000052
其中，UN为配电变压器低压侧额定电压，IN为配电变压器低压侧额定电流，Uk％为配电变压器额定短路阻抗；
低压侧修正电压计算子模块113用于根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG以及阻抗压降修正值△U，计算低压侧修正电压U修，低压侧修正电压U修的计算公式为：U修＝UAVG+ΔU。
变比计算模块12根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K。本申请中，变压器变比K的计算公式为：
Figure BDA0001811746150000053
档位确定模块13根据计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位。
应当说明，对于变压器，其每个档位都对应有固定的变比，即变压器变比和档位存在一一对应关系。因此，通过比对计算的变压器变比K与铭牌额定变比，即可得出待测配电变压器当前的运行档位。
本申请提供一种配电变压器运行档位的检测方法及装置，测量配电变压器运行状态下的高压侧的高压侧电压U以及低压侧三相电压Ua、Ub、Uc与电流Ia、Ib、Ic；并根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc与电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修；然后，根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K；最后，利用变压器变比K，确定配电变压器当前运行档位。本申请提供的检测方法及装置，在配电变压器负载条件下，监管配电变压器的运行档位，其检测过程考虑了配电变压器运行时自身阻抗引起的压降，可准确测量配电变压器负载条件下的运行档位，为配电电压器的检测与维修提供数据支撑，同时，也提高了配电变压器的供电可靠性。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种配电变压器运行档位的检测方法，其特征在于，包括，
测量配电变压器高压侧的高压侧电压U；
采集配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic；
根据低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修；
根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K；
根据计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位；
其中，根据低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修，具体包括，
根据配电变压器低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG；
根据低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，计算阻抗压降修正值△U，阻抗压降修正值△U的计算公式为：
Figure FDA0003344078250000011
其中，UN为配电变压器低压侧额定电压，IN为配电变压器低压侧额定电流，Uk％为配电变压器额定短路阻抗；
根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG以及阻抗压降修正值△U，计算低压侧修正电压U修，低压侧修正电压U修的计算公式为：U修＝UAVG+ΔU。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K，具体包括，
根据高压侧电压U与低压侧修正电压U修，计算配电变压器的变压器变比K，变压器变比K的计算公式为：
Figure FDA0003344078250000012
3.一种配电变压器运行档位的检测装置，其特征在于，包括档位计量单元(1)以及均与所述档位计量单元(1)连接的高压侧信号测量单元(2)与低压侧信号测量单元(3)，其中，所述高压侧信号测量单元(2)包括高电压测量器，所述高电压测量器包括挂线组件(24)以及串联的高压电容(21)与低压电容(22)，所述高压电容(21)输入端通过所述挂线组件(24)与配电变压器(4)的高压引流线连接，所述低压电容(22)的输出端用于接地；
所述低压电容(22)两端并联电压表(23)，所述电压表(23)用于测量高压侧电压U，并通过测量线将测量的高压侧电压U传至所述档位计量单元(1)；
所述低压侧信号测量单元(3)包括试验线(31)与位于所述试验线(31)自由端的电流钳形表(32)，所述电流钳形表(32)用于通过切换档位采集配电变压器(4)低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，并将采集的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic传至所述档位计量单元(1)；
所述档位计量单元(1)包括修正电压计算模块(11)、变比计算模块(12)以及档位确定模块(13)，其中，所述修正电压计算模块(11)用于根据高压侧电压U以及低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，计算低压侧修正电压U修，
所述变比计算模块(12)用于根据低压侧修正电压U修与高压侧电压U，计算变压器变比K，
所述档位确定模块(13)用于根据计算的变压器变比K，确定配电变压器当前的运行档位；
所述修正电压计算模块(11)包括，
平均值计算子模块(111)，用于根据配电变压器(4)低压侧的三相电压Ua、Ub、Uc与三相电流Ia、Ib、Ic，分别计算低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG与低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG；
修正值计算子模块(112)，用于根据低压侧三相电流Ia、Ib、Ic的平均值IAVG，计算阻抗压降修正值△U，阻抗压降修正值△U的计算公式为：
Figure FDA0003344078250000021
其中，UN为配电变压器低压侧额定电压，IN为配电变压器低压侧额定电流，Uk％为配电变压器额定短路阻抗；
低压侧修正电压计算子模块(113)用于根据低压侧三相电压Ua、Ub、Uc的平均值UAVG以及阻抗压降修正值△U，计算低压侧修正电压U修，低压侧修正电压U修的计算公式为：U修＝UAVG+ΔU。
4.根据权利要求3 所述的装置，其特征在于，所述挂线组件(24)包括绝缘操作杆(241)，所述绝缘操作杆(241)上固设静触头(242)，所述静触头(242)通过金属连接线与所述高电压测量器的高压电容(21)相连接；
所述绝缘操作杆(241)上与所述静触头(242)相应的位置上设有动触头(243)，所述动触头(243)通过一绝缘弹性件(244)与所述绝缘操作杆(241)连接，所述绝缘弹性件(244)用于静触头(242)与动触头(243)的闭合与分断。
5.根据权利要求4 所述的装置，其特征在于，所述高压侧信号测量单元(2)还包括用于拉动动触头(243)的拉动组件(25)，所述拉动组件(25)包括绝缘拉杆(251)，所述绝缘拉杆(251)置于所述绝缘操作杆(241)内部，所述绝缘拉杆(251)的轴线与所述绝缘操作杆(241)的轴线以及绝缘弹性件(244)的伸缩方向重合，所述绝缘拉杆(251)可在所述绝缘操作杆(241)内沿轴线的方向直线运动；
所述绝缘拉杆(251)靠近所述静触头(242)一端穿出所述绝缘操作杆(241)，且与所述动触头(243)固定连接。
6.根据权利要求5 所述的装置，其特征在于，所述绝缘拉杆(251)远离所述静触头(242)一端通过一金属连接头(252)连接操作把手(253)。
7.根据权利要求5 所述的装置，其特征在于，所述绝缘操作杆(241)与所述绝缘拉杆(251)采用环氧树脂材料制成。
8.根据权利要求5 所述的装置，其特征在于，所述绝缘操作杆(241)绝缘强度为95kV，且其长度大于3米。
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