CN114839569A - 一种配电变压器超容在线检测方法 - Google Patents

一种配电变压器超容在线检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114839569A
CN114839569A CN202210382409.9A CN202210382409A CN114839569A CN 114839569 A CN114839569 A CN 114839569A CN 202210382409 A CN202210382409 A CN 202210382409A CN 114839569 A CN114839569 A CN 114839569A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distribution transformer
voltage
phase
capacity
order harmonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210382409.9A
Other languages
English (en)
Inventor
高敏
孙贺
焦亚东
曹义力
朱明星
叶春逢
倪政
许猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Anda Qingneng Electric Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Anda Qingneng Electric Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Anda Qingneng Electric Technology Co ltd filed Critical Anhui Anda Qingneng Electric Technology Co ltd
Priority to CN202210382409.9A priority Critical patent/CN114839569A/zh
Publication of CN114839569A publication Critical patent/CN114839569A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种配电变压器超容在线检测方法，包括：步骤1，在待检测配电变压器运行状态下，在其低压侧向系统注入h次零序谐波电流，同时获取该配电变压器低压侧总进线的三相电压和电流信号；步骤2，对三相电压信号和三相电流信号进行快速傅里叶变换，计算得到h次谐波电压电流的零序分量，进而计算出配电变压器的h次谐波阻抗；步骤3，将配电变压器h次谐波阻抗折算到基波分量，得到配电变压器的基波电抗值；步骤4，根据配电变压器基波电抗值、待测配电变压器铭牌上标注的二次侧额定电压和阻抗电压，计算出配电变压器容量，根据容量与该配电变压器铭牌上的标称容量对比，确认是否超容。该方法不影响配电变压器运行，且检测快速准确。

Description

一种配电变压器超容在线检测方法
技术领域
本发明涉及配电变压器检测领域，具体涉及一种配电变压器超容检测方法。
背景技术
当前，我国电力系统实行两部制电价，即将与容量对应的基本电费和与用电量对应的 电量电费相结合，以决定电力用户的总电费。采用两部制电价的电力用户中，基本电费大 多是按照配电变压器容量进行计费的，导致部分用户采取弄虚作假的手段以减少基本电费， 如更换变压器铭牌或采用大容量变压器充小容量变压器等，不仅给电力公司造成电费损失， 还极易造成供配电设备过载运行，带来安全隐患。因此，对存在疑似配电变压器容量造假 的电力用户开展配电变压器容量检测，是电力部门一项重要的工作。
目前，电力公司一般采用阻抗电压测量方法开展配电变压器容量检测，即将配电变压 器二次侧短路，测量出配电变压器的阻抗电压，进而确定配电变压器的容量。但阻抗电压 测量方法是一种离线测量方法，在检测过程中需将配电变压器停运，不仅影响电力用户的 连续生产，试验过程也比较繁琐，不利于电力部门相关工作的开展。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种配电变压器超容在线检测方法，其 接线简单，能在不影响配电变压器正常运行情况下，准确检测超容变压器，很好解决现有 二次侧短路的离线测量方法需配电变压器停运，影响电力用户的连续生产以及需多次试验 测量的问题。
本发明的技术方案为：
一种配电变压器超容在线检测方法，包括如下步骤：
步骤1，在待检测配电变压器运行状态下，在该配电变压器低压侧向系统注入幅值和 相位均相同的h次零序谐波电流，同时获取该配电变压器低压侧总进线的三相电压信号和 三相电流信号；
步骤2，对获取的所述三相电压信号和三相电流信号进行快速傅里叶变换，计算得到 h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量，利用h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量计算出配电变压器的h次谐波阻抗；
步骤3，将得出的所述配电变压器h次谐波阻抗折算到基波分量，得到配电变压器的 基波电抗值；
步骤4，根据得出的所述配电变压器基波电抗值、待测配电变压器铭牌上标注的二次侧额定电压和阻抗电压，计算出所述配电变压器容量，根据所述容量与该配电变压器铭牌上的标称容量进行对比，确认是否超容。
本发明的配电变压器超容在线检测方法具有以下优点：
该方法接线简单，不影响待测量配电变压器正常运行，通过在待测量配电变压器低 压侧注入幅值和相位均相同的h次零序谐波电流，零序谐波电流仅在配电变压器内部流通， 不会流入上级电网，得到的h次谐波阻抗仅为配电变压器的阻抗，不受上级电网阻抗和背 景谐波的影响，计算精度更高。
附图说明
下面对实施例描述中所用附图作简要介绍，这些附图仅是本发明一部分实施例，对于 本领域的普通技术人员而言，在不需要付出创造性劳动的情况下，可以根据这些附图获得 其他附图。
图1为本发明的配电变压器超容在线检测方法流程图。
图2为本发明的配电变压器超容在线检测方法中Dyn11配电变压器等效模型示意图。
图3为本发明的配电变压器超容在线检测方法中简化的Dyn11配电变压器等效模型示 意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具 体实施方式做详细说明，使本发明的上述及其他目的、特征和优势更加清晰。在全部附图 中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主 旨。
如图1所示，本发明提供一种配电变压器超容在线检测方法，包括如下步骤：
步骤1，在待检测配电变压器运行状态下，在该配电变压器低压侧向系统注入幅值和 相位均相同的h次零序谐波电流，同时获取该配电变压器低压侧总进线的三相电压信号和 三相电流信号；
步骤2，对获取的所述三相电压信号和三相电流信号进行快速傅里叶变换，计算得到 h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量，利用h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量计算出配电变压器的h次谐波阻抗；
步骤3，将得出的所述配电变压器h次谐波阻抗折算到基波分量，得到配电变压器的 基波电抗值；
步骤4，根据得出的所述配电变压器基波电抗值、待测配电变压器铭牌上标注的二次 侧额定电压和阻抗电压，计算出所述配电变压器容量，根据所述容量与该配电变压器铭牌 上的标称容量进行对比，确认是否超容。
上述方法的步骤1中，在配电变压器低压侧注入的h次零序谐波电流为：3次、6次、9次等零序性谐波；
上述方法的步骤1中，考虑到h次谐波测试及快速傅里叶变换需求，每周波采样点数 需大于2h，且等于2的N次方。如h＝3时，每周波采样点数需大于6个点，且满足2的N 次方，则获取电压和电流信号时每周波采样点数可取8、16、32、64、128、256个点，得 到的三相电压信号分别记为ua(k)、ub(k)、uc(k)，三相电流信号分别记为ia(k)、ib(k)、ic(k)， 其中k为采样周期内采样点数的编号。
上述方法的步骤2中，对采样得到的三相电压信号ua(k)、ub(k)、uc(k)和三相电流信 号ia(k)、ib(k)、ic(k)进行快速傅里叶变换(FFT)，分别得到h次谐波电压的幅值和相位，以及h次谐波电流的幅值和相位，利用得到的h次谐波电压的幅值和相位与h次谐波电流 的幅值和相位，按以下公式(1)、(2)计算出h次谐波电压的零序分量和h次谐波电流的 零序分量，包括：
Figure BDA0003593425490000031
Figure BDA0003593425490000032
上述公式(1)、(2)中，
Figure BDA0003593425490000033
为配电变压器低压侧总进线的h次谐波电压零序分量；UhA、UhB、UhC分别为配电变压器低压侧总进线A相、B相和C相h次谐波电压幅值，
Figure BDA0003593425490000034
Figure BDA0003593425490000035
为配电变压器低压侧总进线A相、B相和C相h次谐波电压初相位；
Figure BDA0003593425490000036
为配电 变压器低压侧总进线的h次谐波电流零序分量；IhA、IhB、IhC分别为配电变压器低压侧总 进线A相、B相和C相的h次谐波电流幅值；
Figure BDA0003593425490000037
分别为配电变压器低压侧总 进线A相、B相和C相的h次谐波电流初相位。
上述方法的步骤2中，Dyn11配电变压器的阻抗模型如图2所示，由于励磁阻抗RTm+jXTm远大于一次绕组的阻抗值RT1+jXT1，则Dyn11配电变压器的阻抗模型可简化为图3所示的简 化模型，按以下公式(3)利用h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量计算出配电变压器的h次谐波阻抗，公式(3)为：
Figure BDA0003593425490000041
上述公式(3)中，Rh为配电变压器的h次谐波电阻值，Xh为配电变压器的h次谐波 电抗值；
Figure BDA0003593425490000042
为配电变压器低压侧总进线的h次谐波电压的零序分量；
Figure BDA0003593425490000043
为配电变压器低 压侧总进线的h次谐波电流的零序分量。
上述方法的步骤3中，按以下公式(4)计算出配电变压器基波电抗，公式(4)为：
Figure BDA0003593425490000044
上述公式(4)中，X1为配电变压器基波电抗，X1＝XT1+XT2；Zh为配电变压器的h次 谐波阻抗值，Im[]表示取虚部；Xh为配电变压器的h次谐波电抗值。
上述方法的步骤4中，根据得出的所述配电变压器基波电抗值、待测配电变压器铭牌 上标注的二次侧额定电压和阻抗电压，通过公式(5)计算出所述配电变压器的容量：
Figure BDA0003593425490000046
上述公式(5)中，SN为计算得出的配电变压器的额定容量；UN和Ud％分别为配电变压器铭牌上标注的配电变压器二次侧额定电压和配电变压器阻抗电压。进一步通过将得出的额定容量与原标称容量对比，即可确定配电变压器是否超容(如额定容量大于原标称容量，则确认超容，否则不超容)。
本发明的检测方法，接线简单，不影响配电变压器的正常运行，能实现在线测量，向 系统注入h次零序谐波电流时，零序谐波电流仅在配电变压器内部流通，不会流入上级电 网，得到的h次谐波阻抗仅为配电变压器的阻抗，不受上级电网阻抗和背景谐波的影响，检测精度更高。
为更好的介绍本发明，以下通过具体的实例进行详细说明：
实施例一
参见图1、2和3，本实施例提供的配电变压器超容在线检测方法中，待检测的配电变 压器铭牌上标注的额定容量ST为0.5MVA、二次侧额定电压UN为0.4kV、阻抗电压Ud％为4.0％。
(1)在配电变压器正常运行状态下，在其低压侧向系统注入30A的3次零序谐波电流，在配电变压器低压侧总进线检测到的3次零序谐波电压和3次零序谐波电流相量分别如下：
Figure BDA0003593425490000051
Figure BDA0003593425490000052
(2)根据公式(3)计算得到的配电变压器3次谐波阻抗如下：
Figure BDA0003593425490000053
(3)根据公式(4)，计算的配电变压器基波电抗值为：
Figure BDA0003593425490000054
(4)根据公式(5)和配电变压器铭牌上标注的参数，计算的配电变压器容量为：
Figure BDA0003593425490000055
根据测试结果，该配电变压器测试的容量与实际标注的容量相同，未出现变压器超容 问题。
实施例二
参见图1、2和3，本实施例提供的配电变压器超容在线检测方法中，待检测的配电变 压器铭牌上标注的额定容量为ST为0.5MVA、二次侧额定电压UN为0.4kV、阻抗电压Ud％为4.0％。
(1)在配电变压器正常运行状态下，在其低压侧向系统注入30A的3次零序谐波电流，在配电变压器低压侧总进线检测到的3次零序谐波电压和3次零序谐波电流相量分别如下：
Figure BDA0003593425490000056
Figure BDA0003593425490000057
(2)根据公式(3)计算的配电变压器3次谐波阻抗如下：
Figure BDA0003593425490000058
(3)根据公式(4)计算的配电变压器基波电抗值为：
Figure BDA0003593425490000059
(4)根据公式(5)和配电变压器铭牌上标注的参数，计算的配电变压器容量为：
Figure BDA0003593425490000061
根据测试结果，该配电变压器测试的容量为630kVA，比实际标注的容量500kVA大，存在变压器超容问题。
上述实施例中未详细说明的部分，可以理解为本领域技术人员公知的知识。本发明实 施例方法所涉及的部分步骤或全部步骤，可以是程序指令对应的硬件实现，程序是指存储 在可读取存储介质中能按特定次序执行的指令集合。
本领域技术人员能够知道，上述这些实施例仅是本发明的较佳实施例，本发明的保护 范围不局限于上述这些实施例，对于熟悉本领域技术的技术人员而言，根据本发明披露的 技术范围，轻易能想到的替换以及变化，均应属于本发明的保护范围。因此，本发明保护 范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在待检测配电变压器运行状态下，在该配电变压器低压侧向系统注入幅值和相位均相同的h次零序谐波电流，同时获取该配电变压器低压侧总进线的三相电压信号和三相电流信号；
步骤2，对获取的所述三相电压信号和三相电流信号进行快速傅里叶变换，得到h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量，利用h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量计算出配电变压器的h次谐波阻抗；
步骤3，将得出的所述配电变压器h次谐波阻抗折算到基波分量，得到配电变压器的基波电抗值；
步骤4，根据得出的所述配电变压器基波电抗值、待测配电变压器铭牌上标注的二次侧额定电压和阻抗电压，计算出所述配电变压器容量，根据所述容量与该配电变压器铭牌上的标称容量进行对比，确认是否超容。
2.根据权利要求1所述的配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，所述步骤1中，在该配电变压器低压侧注入的h次零序谐波电流为：3次、6次、9次零序性谐波。
3.根据权利要求1所述的配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，所述步骤1中，每周波采样点数大于2h，且等于2的N次方。
4.根据权利要求1至3任一项所述的配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，所述步骤2中，对采样得到的三相电压信号ua(k)、ub(k)、uc(k)和三相电流信号ia(k)、ib(k)、ic(k)进行快速傅里叶变换，分别得到h次谐波电压以及h次谐波电流的幅值和相位，利用得到的h次谐波电压的幅值和相位与h次谐波电流的幅值和相位，按以下公式(1)、(2)计算出h次谐波电压的零序分量和h次谐波电流的零序分量，包括：
Figure FDA0003593425480000011
Figure FDA0003593425480000012
上述公式(1)、(2)中，
Figure FDA0003593425480000013
为配电变压器低压侧总进线的h次谐波电压的零序分量；UhA、UhB、UhC分别为配电变压器低压侧总进线A相、B相和C相h次谐波电压幅值；
Figure FDA0003593425480000014
Figure FDA0003593425480000015
分别为配电变压器低压侧总进线A相、B相和C相h次谐波电压初相位；
Figure FDA0003593425480000016
为配电变压器低压侧总进线的h次谐波电流的零序分量；IhA、IhB、IhC分别为配电变压器低压侧总进线A相、B相和C相的h次谐波电流幅值；
Figure FDA0003593425480000021
分别为配电变压器低压侧总进线A相、B相和C相的h次谐波电流初相位。
5.根据权利要求4所述的配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，所述步骤2中，按以下公式(3)利用h次谐波电压以及h次谐波电流的零序分量计算出配电变压器的h次谐波阻抗，公式(3)为：
Figure FDA0003593425480000022
上述公式(3)中，Rh为配电变压器的h次谐波电阻值；Xh为配电变压器的h次谐波电抗值；
Figure FDA0003593425480000023
为配电变压器低压侧总进线的h次谐波电压的零序分量；
Figure FDA0003593425480000024
为配电变压器低压侧总进线的h次谐波电流的零序分量。
6.根据权利要求5所述的配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，所述步骤3中，按以下公式(4)的h次谐波阻抗计算公式，计算出配电变压器基波电抗，公式(4)为：
Figure RE-FDA0003716664020000026
上述公式(4)中，X1为配电变压器基波电抗；Zh为配电变压器的h次谐波阻抗值，Im[ ]表示取虚部；Xh为配电变压器的h次谐波电抗值。
7.根据权利要求6所述的配电变压器超容在线检测方法，其特征在于，所述步骤4中，根据得出的所述配电变压器基波电抗值、待测配电变压器铭牌上标注的二次侧额定电压和阻抗电压，通过公式(5)计算出所述配电变压器的容量：
Figure FDA0003593425480000026
上述公式(5)中，SN为计算得出的配电变压器的额定容量；UN和Ud％分别为配电变压器铭牌上标注的配电变压器二次侧额定电压和配电变压器阻抗电压。
CN202210382409.9A 2022-04-13 2022-04-13 一种配电变压器超容在线检测方法 Pending CN114839569A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210382409.9A CN114839569A (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种配电变压器超容在线检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210382409.9A CN114839569A (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种配电变压器超容在线检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114839569A true CN114839569A (zh) 2022-08-02

Family

ID=82563401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210382409.9A Pending CN114839569A (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种配电变压器超容在线检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114839569A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117665655A (zh) * 2023-11-24 2024-03-08 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 基于附加铜耗占比的电力变压器铭牌容量判别方法及装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117665655A (zh) * 2023-11-24 2024-03-08 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 基于附加铜耗占比的电力变压器铭牌容量判别方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2563964C2 (ru) Система, компьютерный программный продукт и способ обнаружения внутренних неисправностей обмотки синхронного генератора
CN107783006B (zh) 水轮发电机转子绕组匝间短路故障检测方法
CN102426337B (zh) 一种电机参数检测方法及电机参数检测装置
CN104375025B (zh) 中性点不接地的10kV系统中铁磁谐振的诊断方法
Kulkarni et al. Time-domain algorithm for locating evolving faults
CN112946530A (zh) 基于功率损耗的变压器匝间故障及相别辨识方法及系统
Karmakar et al. Machine learning approach to estimation of internal parameters of a single phase transformer
CN114839569A (zh) 一种配电变压器超容在线检测方法
CN110146780B (zh) 中性点不接地柔性配电网系统铁磁谐振判别方法
Oliveira et al. Application of Park's power components to the differential protection of three-phase transformers
CN107797017B (zh) 一种电力变压器带电检测损耗特征参数的方法
Afrasiabi et al. A comparative analysis of artificial intelligence for power transformer differential protection
Gomez et al. A novel methodology to locate originating points of voltage sags in electric power systems
CN109188334A (zh) 互感器误差检定方法及装置
Venikar et al. Transformer incipient inter-turn fault detection based on no-load current harmonic analysis
CN212255639U (zh) 干式空心电抗器匝间短路故障筛查装置
CN110988590B (zh) 一种基于pca-svm模型的配网选线方法及系统
Hu et al. Detecting the capacity of distribution transformer based on an on-line method
Díaz et al. A new transformer differential protection approach on the basis of space-vectors examination
Zhang et al. Longitudinal protection method based on voltage waveform comparison for AC/DC hybrid system
CN115097242B (zh) 一种基于偏置电压提取的变压器直流偏磁检测方法
CN214150965U (zh) 一种直流电机励磁绕组匝间故障检测回路
CN113325345B (zh) 一种对变压器铁芯剩磁进行测试的装置及方法
Zhao et al. Identification of magnetizing inrush currents of power transformers based on features of flux locus
Xiangjun et al. Some ground fault protection schemes implemented on FTU for industrial power systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination