CN112945079A - 一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法，所述方法包括高频谐振曲线数据获取阶段、评估参数提取阶段和绕组幅向变形程度测评阶段；高频谐振曲线数据获取阶段获取绕组不同状态下的高频谐振曲线数据；评估参数提取阶段对数据进行处理得到变形评估矩阵E；绕组幅向变形程度测评阶段计算被测变压器绕组变形因子g，g与E中元素E₈、E₁₅进行比较得到该变压器绕组故障程度；基于本申请实施例提供的技术方案，考虑到变形绕组位置对程度测评的影响，能准确测评变压器绕组幅向变形程度，对供电系统可靠性运行有着重要的作用。

Description

一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评 方法

技术领域

本发明属于变压器故障程度测评领域，具体涉及一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法。

背景技术

绕组幅向变形故障是影响变压器安全性和可靠性的重要因素之一，绕组发生轻微变形时变压器仍能正常工作，但其稳定性会被破坏，抗短路能力会受到严重影响，在累积作用下有可能造成严重事故，对电力系统安全稳定运行造成重大影响。因此需要及时掌握变压器内部绕组的健康状态，尽早发现变压器故障隐患并进行变压器检修。

变压器绕组可以看成无源二端口网络，可用分布电感、电阻、电容来表征。变压器辐向电动力作用于内绕组时，线圈受到压力会产生形变，这将导致绕组等值电感、电阻、电容慢慢发生改变，从而使变压器绕组高频谐振曲线产生变化。目前现有的变压器绕组故障测评方法中，没有考虑幅向变形绕组位置对绕组状态评估造成的影响，无法对变压器绕组幅向变形程度进行准确判断。针对上述问题，本发明专利介绍了一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法，具有对绕组变形程度准确检测、原理简单、操作便捷等优点，对于保障电力系统的运行可靠性具有重要的意义。

发明内容

为了能够有效地判断变压器绕组幅向变形程度，考虑到幅向变形绕组位置的影响，本发明提供一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法，所述方法包括如下几个阶段：

S1：高频谐振曲线数据获取阶段；

S2：评估参数提取阶段；

S3：绕组幅向变形程度测评阶段；

所述高频谐振曲线数据获取阶段包括如下步骤：

01开启数据获取平台，获取绕组正常情况下的高频谐振曲线数据A＝(a₁ a₂ ...a_N)^T和被测变压器绕组的高频谐振曲线数据F＝(f₁ f₂ ... f_N)^T，N为高频谐振曲线总点数；

02制作幅向变形程度η＝0.1％，0.2％，0.3％……2％的绕组；

03依次将第1,2,……,n(n为变压器绕组总层数)层正常绕组更换为幅向变形程度为0.1％的绕组，开启数据获取平台得到N*n的矩阵B₁＝(B_1,1 B_2,1 ... B_n,1)^T；重复操作获取第i层绕组幅向变形程度为0.2％，0.3％，……，2％的高频谐振曲线数据B₂，B₃，……，B₂₀；构建幅向变形数据矩阵：

B中第i行第j列的元素B_i,j＝(b_i,j,1 b_i,j,2 ... b_i,j,N)^T表示第i层绕组幅向变形程度为千分之j时的高频谐振曲线数据；

所述评估参数提取阶段包括如下步骤：

01对B中每个元素进行处理得到位置权重系数矩阵：

其中

02对B每个元素进行处理得到故障参数矩阵：

其中

03计算变形评估矩阵：

E_i＝(E₁ E₂ ... E₂₀)

其中

所述绕组幅向变形程度测评阶段包括如下步骤：

01计算被测变压器变形因子:

02判断被测变压器幅向变形程度：

g＜E₈时认为是轻微故障绕组，E₈≤g≤E₁₅认为是中度故障绕组，g＞E₁₅认为是严重故障绕组。

本发明的有益效果在于，考虑幅向变形绕组位置对绕组状态评估造成的影响，对不同位置绕组线饼设置不同径向变形程度后获取高频谐振曲线，考虑幅向变形绕组位置对绕组状态评估造成的影响构建了变形评估矩阵，最后根据变形因子确定变压器绕组的径向变形程度，为变压器绕组状态评估和现场检修提供参考。

附图说明

图1为本发明实施例的总体步骤示意图；

图2为本发明实施例的测试平台示意图；

图3为本发明实施例的径向变形绕组线饼示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法包括如下几个阶段：

S1：高频谐振曲线数据获取阶段；

S2：评估参数提取阶段；

S3：绕组幅向变形程度测评阶段；

所述高频谐振曲线数据获取阶段包括如下步骤：

01搭建如图2所示数据获取平台，该平台主要由高压高频电源(1)、信号采集器(2)、计算机(3)、首端套管(41)、末端套管(42)、变压器箱体(5)和绕组(6)组成；绕组(6)由正常绕组线饼(61)和幅向变形绕组线饼(62)组成，各线饼均可拆卸且线饼排列根据实验需要可自由选择；平台工作时，开启高压高频电源(1)，经首端套管(41)从绕组(1)首端注入高频高压信号，信号采集器(2)从末端套管(42)采集绕组(6)末端的高频谐振数据，将数据传输到计算机(3)进行储存并进行去噪处理，然后先关闭启高压高频电源(1)，再关闭信号采集器(5)；

02开启数据获取平台，获取绕组正常情况下的高频谐振曲线数据A＝(a₁ a₂ ...a_N)^T和被测变压器绕组的高频谐振曲线数据F＝(f₁ f₂ ... f_N)^T，N为高频谐振曲线总点数；

03制作幅向变形程度η＝0.1％，0.2％，0.3％……2％的绕组；如图3所示，绕组线饼饼间由垫块(63)隔开，绕组线饼内壁由撑条(64)支撑，当绕组所受幅向电动力达到一定程度时，部分撑条失效会导致绕组出现局部鼓包(65)，正常绕组线饼(61)转变为幅向变形绕组线饼(62)；定义幅向变形程度

其中s为幅向变形后鼓包点到绕组圆心的距离，r为绕组半径；认为η＜0.8％时为轻微故障绕组，0.8％≤η≤1.5％为中度故障绕组，η＞1.5％为严重故障绕组；

04依次将第1,2,……,n(n为变压器绕组总层数)层正常绕组更换为幅向变形程度为0.1％的绕组，开启数据获取平台得到N*n的矩阵B₁＝(B_1,1 B_2,1 ... B_n,1)^T；重复操作获取第i层绕组幅向变形程度为0.2％，0.3％，……，2％的高频谐振曲线数据B₂，B₃，……，B₂₀；构建幅向变形数据矩阵：

B中第i行第j列的元素B_i,j＝(b_i,j,1 b_i,j,2 ... b_i,j,N)^T表示第i层绕组幅向变形程度为千分之j时的高频谐振曲线数据；

所述评估参数提取阶段包括如下步骤：

01对B中每个元素进行处理得到位置权重系数矩阵：

其中

02对B每个元素进行处理得到故障参数矩阵：

其中

03计算变形评估矩阵

E_i＝(E₁ E₂ ... E₂₀)

其中

所述绕组幅向变形程度测评阶段包括如下步骤：

01计算该变压器变形因子：

02判断被测变压器幅向变形程度：

g＜E₈时认为是轻微故障绕组，E₈≤g≤E₁₅认为是中度故障绕组，g＞E₁₅认为是严重故障绕组。

Claims (1)

1.一种基于高频谐振曲线特征的变压器绕组幅向变形程度测评方法，所述方法包括如下几个阶段；

S1：高频谐振曲线数据获取阶段；

S2：评估参数提取阶段；

S3：绕组幅向变形程度测评阶段；

所述高频谐振曲线数据获取阶段包括如下步骤：

01开启数据获取平台，获取绕组正常情况下的高频谐振曲线数据A＝(a₁ a₂...a_N)^T和被测变压器绕组的高频谐振曲线数据F＝(f₁ f₂...f_N)^T，N为高频谐振曲线总点数；

02制作幅向变形程度η＝0.1％，0.2％，0.3％……2％的绕组；

03依次将第1,2,……,n(n为变压器绕组总层数)层正常绕组更换为幅向变形程度为0.1％的绕组，开启数据获取平台得到N*n的矩阵B₁＝(B_1,1 B_2,1...B_n,1)^T；重复操作获取第i层绕组幅向变形程度为0.2％，0.3％，……，2％的高频谐振曲线数据B₂，B₃，……，B₂₀；构建幅向变形数据矩阵：

B中第i行第j列的元素B_i,j＝(b_i,j,1 b_i,j,2...b_i,j,N)^T表示第i层绕组幅向变形程度为千分之j时的高频谐振曲线数据；

所述评估参数提取阶段包括如下步骤：

01对B中每个元素进行处理得到位置权重系数矩阵：

其中

02对B每个元素进行处理得到故障参数矩阵：

其中

03计算变形评估矩阵：

E_i＝(E₁ E₂...E₂₀)

其中

所述绕组幅向变形程度测评阶段包括如下步骤：

01计算被测变压器变形因子:

02判断被测变压器幅向变形程度：

g＜E₈时认为是轻微故障绕组，E₈≤g≤E₁₅认为是中度故障绕组，g＞E₁₅认为是严重故障绕组。

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