CN112630552A - 一种母线电量不平衡程度确定方法 - Google Patents

一种母线电量不平衡程度确定方法 Download PDF

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CN112630552A CN202011488252.5A CN202011488252A CN112630552A CN 112630552 A CN112630552 A CN 112630552A CN 202011488252 A CN202011488252 A CN 202011488252A CN 112630552 A CN112630552 A CN 112630552A
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Abstract

本发明属于确定方法，具体涉及一种母线电量不平衡程度确定方法。一种母线电量不平衡程度确定方法，包括下述步骤：步骤一：参数测量；步骤二：计算正序电压、负序电压和不平衡程度；步骤三：曲线拟合；步骤四：建立不平衡度与温度映射。本发明的显著效果是：一、建立了电网不平衡程度与变压器发热的关系；二、通过电网不平衡程度，可以预测变压器发热量，继而预测变压器的老化程度；三、为了削减工作量，建立了简单的不平衡度与温度的阈值范围映射，简化了计算过程，使得该方法简便易行。

Description

一种母线电量不平衡程度确定方法
技术领域
本发明属于确定方法，具体涉及一种母线电量不平衡程度确定方法。
背景技术
我国采用三相四线制电网，由于各种原因，三条火线的电压可能出现不平衡的情况。三相不平衡的危害很多，其中的一个危害是增加变压器的电能损耗。如果只是增加变压器的电能损耗，那在某种程度上还可以将其视为电网的正常损耗。然而实际情况是三相不平衡会导致变压器产生额外的发热情况。这些额外产生的发热，会对变压器的绝缘材料产生加速老化的效果。
现有技术中，变压器一经设置，就会长期使用，而对变压器的监控参数并不包括变压器的工作温度。因此，变压器是否已经加速老化，是否存在潜在风险，只能通过实地测试才能知道。因此需要建立一种间接测量变压器温度，继而了解变压器是否老化的方法。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种母线电量不平衡程度确定方法。
本发明是这样实现的：一种母线电量不平衡程度确定方法，包括下述步骤：
步骤一：参数测量；
步骤二：计算正序电压、负序电压和不平衡程度；
步骤三：曲线拟合；
步骤四：建立不平衡度与温度映射。
如上所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其中，所述的步骤一包括，
需要测量的参数包括：三相相电压的幅度值，采样时间，变压器的温度，上述参数中三相相电压的幅度值分别用Uat，Ubt，Uct表示，采样时间用t表示，变压器的温度用Tt表示，采样个数的取值范围为1000个～5000个，采样时间间隔0.02秒～1秒，另外后续计算中需要使用到变压器环境的温度值，该数值用Tst表示。
如上所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其中，所述的步骤二包括，
其中正序电压
Figure BDA0002839967400000021
用下述公式计算
Figure BDA0002839967400000022
负序电压
Figure BDA0002839967400000023
用下述公式计算
Figure BDA0002839967400000024
上式中，
Figure BDA0002839967400000025
Figure BDA0002839967400000026
Figure BDA0002839967400000027
如上所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其中，所述的步骤二包括，不平衡度采用下述两个方法之一进行计算，
方法一：通过正序电压和负序电压计算
Figure BDA0002839967400000031
方法一：通过三相电压计算
Figure BDA0002839967400000032
其中
Figure BDA0002839967400000033
函数max()表示取成员中的最大值，上述公式的分子表示在
Figure BDA0002839967400000034
三个元素中取最大值；
符号||表示取绝对值，
本步骤计算了每个采样点上对应的正序电压
Figure BDA0002839967400000035
负序电压
Figure BDA0002839967400000036
和不平衡程度εt。
如上所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其中，所述的步骤三包括
当全部采样完成后，以采样结果，以及每个采样时间点对应的正序电压
Figure BDA0002839967400000037
负序电压
Figure BDA0002839967400000038
和不平衡程度εt，进行曲线拟合，曲线形式如下：
Figure BDA0002839967400000039
上式中
Tt是步骤一中采样得到的变压器的温度值；
Tst是步骤一中得到的变压器工作环境温度值；
Tut是计算得到的升温值；
Figure BDA0002839967400000041
是步骤二中计算得到的正序电压值；
Figure BDA0002839967400000042
是步骤二中计算得到的负序电压值；
参数A1、A2、B1、B2、C均是要拟合的参数。
如上所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其中，所述的步骤四包括：
当步骤三的五个参数均被拟合出来后，就可以建立唯一的变压器升温温度与电网不平衡度的映射曲线。
如上所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其中，步骤五：建立阈值对应关系
Tut每升高1℃，计算唯一1个不平衡度参数，形成对应表格，在后续使用中，只要计算出电网不平衡度，得到升温温度值，然后与环境温度叠加，得到变压器工作温度。
本发明的显著效果是：(1)建立了电网不平衡程度与变压器发热的关系；(2)通过电网不平衡程度，可以预测变压器发热量，继而预测变压器的老化程度；(3)为了削减工作量，建立了简单的不平衡度与温度的阈值范围映射，简化了计算过程，使得该方法简便易行。
具体实施方式
一种母线电量不平衡程度确定方法，包括下述步骤：
步骤一：参数测量
需要测量的参数包括：三相相电压的幅度值，采样时间，变压器的温度，上述参数中三相相电压的幅度值分别用Uat，Ubt，Uct表示，采样时间用t表示，变压器的温度用Tt表示。采样个数的取值范围为1000个～5000个，采样时间间隔0.02秒～1秒。该采样个数可以在上述取值区间内随意选择，但是对某次测量，该参数一旦确定就不再更改；该时间间隔可以在上述取值区间内随意选择，但是对某次测量，该参数一旦确定就不再更改。
另外后续计算中需要使用到变压器环境的温度值，该数值用Tst表示。该Tst可以直接对环境温度测量，也可以从气象部门直接获取。步骤二：计算正序电压、负序电压和不平衡程度
其中正序电压
Figure BDA0002839967400000051
用下述公式计算
Figure BDA0002839967400000052
负序电压
Figure BDA0002839967400000053
用下述公式计算
Figure BDA0002839967400000054
上式中，
Figure BDA0002839967400000055
Figure BDA0002839967400000056
Figure BDA0002839967400000057
不平衡程度εt可以采用任意现有标准计算，只要后续使用本方法的过程中，不平衡程度的计算方式相同即可。
本申请给出两个计算公式该量个计算公式均可选用，但是只要该计算方法一经确定，在后续计算和后续使用中均不再改变。
方法一：通过正序电压和负序电压计算
Figure BDA0002839967400000061
方法一：通过三相电压计算
Figure BDA0002839967400000062
其中
Figure BDA0002839967400000063
函数max()表示取成员中的最大值，上述公式的分子表示在
Figure BDA0002839967400000064
三个元素中取最大值；
符号||表示取绝对值。
本步骤计算了每个采样点上对应的正序电压
Figure BDA0002839967400000065
负序电压
Figure BDA0002839967400000066
和不平衡程度εt。
步骤三：曲线拟合
当全部采样完成后，以采样结果，以及每个采样时间点对应的正序电压
Figure BDA0002839967400000067
负序电压
Figure BDA0002839967400000068
和不平衡程度εt，进行曲线拟合，曲线形式如下：
Figure BDA0002839967400000069
上式中
Tt是步骤一中采样得到的变压器的温度值；
Tst是步骤一中得到的变压器工作环境温度值；
Tut是计算得到的升温值；
Figure BDA0002839967400000071
是步骤二中计算得到的正序电压值；
Figure BDA0002839967400000072
是步骤二中计算得到的负序电压值；
参数A1、A2、B1、B2、C均是要拟合的参数。
步骤四：建立不平衡度与温度映射
当步骤三的五个参数均被拟合出来后，就可以建立唯一的变压器升温温度与电网不平衡度的映射曲线。
当然，由于电网不平衡度的定义不同，映射曲线会略有差别，但是本领域技术人员根据本申请的提示，是能够完成本步骤的。
步骤五：建立阈值对应关系
为了简化计算工作量，每升高1℃，可以计算唯一1个不平衡度参数，形成对应表格。在后续使用中，只要计算出电网不平衡度，得到升温温度值，然后与环境温度叠加，得到变压器工作温度，其中环境温度可以通过对环境温度测量获得，也可以从气象部门直接获取。
本方法的使用过程大致如下：通过步骤一～步骤五，建立针对某个具体变压器的，三相不平衡度与温度的对应关系。该对应关系建立后，以后只要测量通过该变压器的三相电压的不平衡度，就可以得到变压器大致的工作温度，然后依据现有技术中的变压器绝缘材料随温度老化程度的曲线，就能计算出变压器的绝缘材料老化的程度，继而预测变压器报废的时间。

Claims (7)

1.一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一：参数测量；
步骤二：计算正序电压、负序电压和不平衡程度；
步骤三：曲线拟合；
步骤四：建立不平衡度与温度映射。
2.如权利要求1所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于：所述的步骤一包括，
需要测量的参数包括：三相相电压的幅度值，采样时间，变压器的温度，上述参数中三相相电压的幅度值分别用Uat，Ubt，Uct表示，采样时间用t表示，变压器的温度用Tt表示，采样个数的取值范围为1000个～5000个，采样时间间隔0.02秒～1秒，另外后续计算中需要使用到变压器环境的温度值，该数值用Tst表示。
3.如权利要求2所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于：所述的步骤二包括，
其中正序电压
Figure FDA0002839967390000011
用下述公式计算
Figure FDA0002839967390000012
负序电压
Figure FDA0002839967390000013
用下述公式计算
Figure FDA0002839967390000014
上式中，
Figure FDA0002839967390000021
Figure FDA0002839967390000022
Figure FDA0002839967390000023
4.如权利要求3所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于：所述的步骤二包括，不平衡度采用下述两个方法之一进行计算，
方法一：通过正序电压和负序电压计算
Figure FDA0002839967390000024
方法一：通过三相电压计算
Figure FDA0002839967390000025
其中
Figure FDA0002839967390000026
函数max()表示取成员中的最大值，上述公式的分子表示在
Figure FDA0002839967390000027
三个元素中取最大值；
符号||表示取绝对值，
本步骤计算了每个采样点上对应的正序电压
Figure FDA0002839967390000028
负序电压
Figure FDA0002839967390000029
和不平衡程度εt。
5.如权利要求4所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于：所述的步骤三包括
当全部采样完成后，以采样结果，以及每个采样时间点对应的正序电压
Figure FDA0002839967390000031
负序电压
Figure FDA0002839967390000032
和不平衡程度εt，进行曲线拟合，曲线形式如下：
Figure FDA0002839967390000033
上式中
Tt是步骤一中采样得到的变压器的温度值；
Tst是步骤一中得到的变压器工作环境温度值；
Tut是计算得到的升温值；
Figure FDA0002839967390000034
是步骤二中计算得到的正序电压值；
Figure FDA0002839967390000035
是步骤二中计算得到的负序电压值；
参数A1、A2、B1、B2、C均是要拟合的参数。
6.如权利要求5所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于：所述的步骤四包括：
当步骤三的五个参数均被拟合出来后，就可以建立唯一的变压器升温温度与电网不平衡度的映射曲线。
7.如权利要求1或6所述的一种母线电量不平衡程度确定方法，其特征在于：步骤五：建立阈值对应关系
Tut每升高1℃，计算唯一1个不平衡度参数，形成对应表格，在后续使用中，只要计算出电网不平衡度，得到升温温度值，然后与环境温度叠加，得到变压器工作温度。
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