CN112595996B - 一种变压器的档位确定方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种变压器的档位确定方法，包括：获取多个计算周期中每个计算周期对应的专变变压器7的高压侧电压U1、公变变压器6的低压侧电压U2、第一母线2的母线电压U3、第一母线2的有功功率P和无功功率Q；针对每个计算周期，判断第一馈线4是否处于轻载状态；在第一馈线4处于轻载状态的情况下，判断专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件；在专变变压器7的高压侧电压U1满足可用条件的情况下，计算公变变压器6的变比n；利用多个计算周期中每个计算周期对应的公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值；根据目标聚类值，确定公变变压器6的档位。这样，操作过程简单，工作量小，且所耗费的经济成本较少，经济性好。

Description

一种变压器的档位确定方法
技术领域
本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种变压器的档位确定方法。
背景技术
变压器的调档是变电运行及检修人员需要经常开展的工作，变压器的调档对于提高电压合格率，改善线损具有重要作用。变压器的档位指标器位于变压器本体的上侧，导致变电运行及检修人员难以看到档位信息。
现有技术中，为了解决变电运行及检修人员难以看到档位信息的问题，所采用的技术手段有两种。第一种方式为：调整变压器的档位指标器的位置，将其从变压器本体的上侧改为变压器的侧面。但是变压器的数量非常庞大，该方案会耗费较多的人力成本和经济成本。第二种方式为：通过无人机观察并记录变压器的档位信息。但是此种方式操作复杂，工作量较大。因此，现有技术中，为了获取到变压器的档位信息，需要耗费较多的人力成本和经济成本，工作量较大。
发明内容
本申请提供了一种变压器的档位确定方法，以解决现有技术中，为了获取到变压器的档位信息，需要耗费较多的人力成本和经济成本，工作量较大的问题。
第一方面，本发明提供了一种变压器的档位确定方法，应用于变压器的档位确定系统1，第一母线2上并联接入电压互感器3，所述第一母线2的第一馈线4上串联接入电流互感器5，所述第一馈线4接入公变变压器6和专变变压器7，所述变压器的档位确定系统1与所述电压互感器3连接，所述变压器的档位确定系统1与所述电流互感器5连接，所述方法包括：
获取多个计算周期中每个计算周期对应的所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述公变变压器6的低压侧电压U2、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和无功功率Q；
针对所述每个计算周期，根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态；
在所述第一馈线4处于所述轻载状态的情况下，根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件；
在所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件的情况下，计算所述公变变压器6的变比n；
利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值；
根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位；
其中，所述公变变压器6的变比n＝U1/U2。
进一步的，所述根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态，包括：
计算P/P_max，获得第一比值；
判断所述第一比值是否小于或者等于预设阈值；
在所述第一比值小于或者等于所述预设阈值的情况下，确定所述第一馈线4处于所述轻载状态。
进一步的，所述根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件，包括：
在以下公式成立的情况下，确定所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件：
U3-(PR+QX)/U1≈U1
其中，R为所述第一馈线4的电阻，X为所述第一馈线4的电抗。
进一步的，所述利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值，包括：
利用以下公式进行聚类分析，获得所述目标聚类值：
Figure BDA0002800631910000021
其中，Xav为所述目标聚类值，xi为所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，i≥1，且i为整数，N≥1，且N为整数，k∈(0,1)。
进一步的，所述根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位，包括：
在所述目标聚类值Xav∈(23.5,24.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为-5％档；
在所述目标聚类值Xav∈(24.5,25.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为0档；
在所述目标聚类值Xav∈(25.5,26.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为+5％档。
由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种变压器的档位确定方法，应用于变压器的档位确定系统1，第一母线2上并联接入电压互感器3，所述第一母线2的第一馈线4上串联接入电流互感器5，所述第一馈线4接入公变变压器6和专变变压器7，所述变压器的档位确定系统1与所述电压互感器3连接，所述变压器的档位确定系统1与所述电流互感器5连接，所述方法包括：获取多个计算周期中每个计算周期对应的所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述公变变压器6的低压侧电压U2、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和无功功率Q；针对所述每个计算周期，根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态；在所述第一馈线4处于所述轻载状态的情况下，根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件；在所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件的情况下，计算所述公变变压器6的变比n；利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值；根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位；其中，所述公变变压器6的变比n＝U1/U2。这样，可以利用多个计算周期中每个计算周期对应的公变变压器的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值。进而可以根据目标聚类值，确定公变变压器的档位。操作过程简单，工作量小，自动化程度高，且所耗费的经济成本较少，经济性好。
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为本发明提供的一种变压器的档位确定方法的流程图；
图2为本申请提供的一种变压器的档位确定系统的示意图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，图1是本发明提供的一种变压器的档位确定方法的流程图，应用于变压器的档位确定系统1，第一母线2上并联接入电压互感器3，第一母线2的第一馈线4上串联接入电流互感器5，第一馈线4接入公变变压器6和专变变压器7，变压器的档位确定系统1与电压互感器3连接，变压器的档位确定系统1与电流互感器5连接。如图1所示，包括以下步骤：
步骤101、获取多个计算周期中每个计算周期对应的所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述公变变压器6的低压侧电压U2、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和无功功率Q。
在步骤101中，如图2所示，为本申请提供的一种变压器的档位确定系统的示意图。在图2中，第一母线2上并联接入电压互感器3，即10kV母线上并联接入电压互感器(Potential Transformer，PT)3。第一母线2的第一馈线4上串联接入电流互感器5，即10kV母线的10kV馈线上串联接入电流互感器(Current Transformer，CT)5。第一馈线4接入公变变压器6和专变变压器7，即10kV母线的10kV馈线接入公变变压器6和专变变压器7。变压器的档位确定系统1与电压互感器3连接，变压器的档位确定系统1与电流互感器5连接。
在图2中，变压器的档位确定系统1还可以包含计量自动化系统、数据读取模块、负载率判断模块、电压对比分析模块、变比计算与档位辨识模块以及聚类分析模块。
数据读取模块，可以从计量自动化系统中获取多个计算周期中每个计算周期对应的专变变压器7的高压侧电压U1、公变变压器6的低压侧电压U2、第一母线2的母线电压U3、第一母线2的有功功率P和无功功率Q。需要说明的是，可以以每15分钟为一个计算周期，则一天可以划分为96个计算周期。第一母线2的母线电压U3，即为公变变压器6所在上一级变电站的10kV母线电压；第一母线2的有功功率P和无功功率Q，即为公变变压器6所在上一级变电站的10kV母线的有功功率和无功功率。
步骤102、针对所述每个计算周期，根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态。
在步骤102中，针对多个计算周期中的每个计算周期，负载率判断模块可以根据第一母线2的有功功率P，判断第一馈线4是否处于轻载状态。例如，针对96个计算周期中的每个计算周期，可以根据10kV母线的有功功率P，判断10kV馈线是否处于轻载状态。
可选的，所述根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态，包括：
计算P/P_max，获得第一比值；
判断所述第一比值是否小于或者等于预设阈值；
在所述第一比值小于或者等于所述预设阈值的情况下，确定所述第一馈线4处于所述轻载状态。
进一步的，可以计算P/Pmax，获得第一比值。其中，Pmax可以为10kV馈线上的最大功率。进而可以判断第一比值是否小于或者等于预设阈值。其中，该预设阈值可以为0.2。在第一比值小于或者等于预设阈值的情况下，例如，在第一比值小于或者等于0.2的情况下，可以确定第一馈线4处于轻载状态，即可以确定10kV馈线处于轻载状态。需要说明的是，在第一馈线4处于轻载状态的情况下，第一馈线4上的线路损耗非常小，可以忽略不计，此时可以保证公变变压器6的高压侧电压U′2近似等于专变变压器7的高压侧电压U1。
步骤103、在所述第一馈线4处于所述轻载状态的情况下，根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件。
在步骤103中，在第一馈线4处于轻载状态的情况下，电压对比分析模块可以根据专变变压器7的高压侧电压U1、第一母线2的母线电压U3、第一母线2的有功功率P和无功功率Q，判断专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件。
可选的，所述根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件，包括：
在以下公式成立的情况下，确定所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件：
U3-(PR+QX)/U1≈U1
其中，R为所述第一馈线4的电阻，X为所述第一馈线4的电抗。
进一步的，在以下公式成立的情况下，可以确定专变变压器7的高压侧电压U1满足可用条件：
U3-(PR+QX)/U1≈U1
其中，R为第一馈线4的电阻，X为第一馈线4的电抗。
步骤104、在所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件的情况下，计算所述公变变压器6的变比n，其中，所述公变变压器6的变比n＝U1/U2。
在步骤104中，在专变变压器7的高压侧电压U1满足可用条件的情况下，变比计算与档位辨识模块可以计算公变变压器6的变比n。其中，公变变压器6的变比n＝U1/U2。
步骤105、利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值。
在步骤105中，聚类分析模块可以利用多个计算周期中每个计算周期对应的公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值。例如，可以利用96计算周期中每个计算周期对应的公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值。
可选的，所述利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值，包括：
利用以下公式进行聚类分析，获得所述目标聚类值：
Figure BDA0002800631910000061
其中，Xav为所述目标聚类值，xi为所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，i≥1，且i为整数，N≥1，且N为整数，k∈(0,1)。
进一步的，可以利用以下公式进行聚类分析，获得目标聚类值：
Figure BDA0002800631910000062
其中，Xav为目标聚类值，xi为多个计算周期中每个计算周期对应的公变变压器6的变比，i≥1，且i为整数，N≥1，且N为整数，k∈(0,1)。需要说明的是，k优选的范围可以为(0.3-0.5)。
步骤106、根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位。
在步骤106中，可以根据目标聚类值，确定公变变压器6的档位。
可选的，所述根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位，包括：
在所述目标聚类值Xav∈(23.5,24.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为-5％档；
在所述目标聚类值Xav∈(24.5,25.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为0档；
在所述目标聚类值Xav∈(25.5,26.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为+5％档。
进一步的，在目标聚类值Xav∈(23.5,24.5)的情况下，可以确定公变变压器6的档位为-5％档；在目标聚类值Xav∈(24.5,25.5)的情况下，可以确定公变变压器6的档位为0档；在目标聚类值Xav∈(25.5,26.5)的情况下，可以确定公变变压器6的档位为+5％档。
需要说明的是，现有技术中，为了解决变电运行及检修人员难以看到档位信息的问题，所采用的技术手段有两种。第一种方式为：调整变压器的档位指标器的位置，将其从变压器本体的上侧改为变压器的侧面。但是变压器的数量非常庞大，该方案会耗费较多的人力成本和经济成本。第二种方式为：通过无人机观察并记录变压器的档位信息。但是此种方式操作复杂，工作量较大。因此，现有技术中，为了获取到变压器的档位信息，需要耗费较多的人力成本和经济成本，工作量较大。
而在本申请中，可以利用多个计算周期中每个计算周期对应的公变变压器的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值。进而可以根据目标聚类值，确定公变变压器的档位。操作过程简单，工作量小，自动化程度高，且所耗费的经济成本较少，经济性好。
由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种变压器的档位确定方法，应用于变压器的档位确定系统1，第一母线2上并联接入电压互感器3，所述第一母线2的第一馈线4上串联接入电流互感器5，所述第一馈线4接入公变变压器6和专变变压器7，所述变压器的档位确定系统1与所述电压互感器3连接，所述变压器的档位确定系统1与所述电流互感器5连接，所述方法包括：获取多个计算周期中每个计算周期对应的所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述公变变压器6的低压侧电压U2、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和无功功率Q；针对所述每个计算周期，根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态；在所述第一馈线4处于所述轻载状态的情况下，根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件；在所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件的情况下，计算所述公变变压器6的变比n；利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值；根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位；其中，所述公变变压器6的变比n＝U1/U2。这样，可以利用多个计算周期中每个计算周期对应的公变变压器的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值。进而可以根据目标聚类值，确定公变变压器的档位。操作过程简单，工作量小，自动化程度高，且所耗费的经济成本较少，经济性好。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种变压器的档位确定方法，应用于变压器的档位确定系统1，其特征在于，第一母线2上并联接入电压互感器3，所述第一母线2的第一馈线4上串联接入电流互感器5，所述第一馈线4接入公变变压器6和专变变压器7，所述变压器的档位确定系统1与所述电压互感器3连接，所述变压器的档位确定系统1与所述电流互感器5连接，所述方法包括：
获取多个计算周期中每个计算周期对应的所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述公变变压器6的低压侧电压U2、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和无功功率Q；
针对所述每个计算周期，根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态；
在所述第一馈线4处于所述轻载状态的情况下，根据所述专变变压器7的高压侧电压U1、所述第一母线2的母线电压U3、所述第一母线2的有功功率P和所述无功功率Q，判断所述专变变压器7的高压侧电压U1是否满足可用条件；
所述是否满足可用条件包括：
在以下公式成立的情况下，确定所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件：
U3-(PR+QX)/U1≈U1；
其中，R为所述第一馈线4的电阻，X为所述第一馈线4的电抗；
在所述专变变压器7的高压侧电压U1满足所述可用条件的情况下，计算所述公变变压器6的变比n；
利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值；
根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位；
其中，所述公变变压器6的变比n＝U1/U2。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一母线2的有功功率P，判断所述第一馈线4是否处于轻载状态，包括：
计算P/Pmax，获得第一比值；
判断所述第一比值是否小于或者等于预设阈值；
在所述第一比值小于或者等于所述预设阈值的情况下，确定所述第一馈线4处于所述轻载状态。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，进行聚类分析，获得目标聚类值，包括：
利用以下公式进行聚类分析，获得所述目标聚类值：
Figure FDA0003640188760000011
其中，Xav为所述目标聚类值，xi为所述多个计算周期中每个计算周期对应的所述公变变压器6的变比，i≥1，且i为整数，N≥1，且N为整数，k∈(0，1)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标聚类值，确定所述公变变压器6的档位，包括：
在所述目标聚类值Xav∈(23.5，24.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为-5％档；
在所述目标聚类值Xav∈(24.5，25.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为0档；
在所述目标聚类值Xav∈(25.5，26.5)的情况下，确定所述公变变压器6的档位为+5％档。
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