基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法，涉及一种用于对三相变压器绕组变形进行在线监测的方法。它包括在三相变压器上安装6个电压互感器、6个电流互感器和一个信号分析与处理系统，信号分析与处理系统根据6个电压互感器检测到的电压值，6个电流互感器检测到的电流值，以及三相变压器中短路阻抗的计算式计算出三相变压器的短路电抗，工作人员将计算出的三相线路的实时短路电抗与标准的短路电抗进行比较，从而判断变压器绕组是否存在变形。本发明专利技术实现方便，成本较低，能够实现变压器的短路电抗参数的在线检测，可实时的判断三相变压器绕组变形情况。

【技术实现步骤摘要】
基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法
本专利技术涉及一种用于对三相变压器绕组变形进行在线监测的方法，具体的说是一种基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法。
技术介绍
电力变压器是电网中的重要设备，电气变压器的安全运行对保障电力系统的正常运行有重大意义。因变压器绕组变形而导致的变压器事故占变压器总事故的绝大多数，所以为了能够及时发现变压器的事故隐患、延长变压器的使用寿命以及保证整个电力系统的安全稳定运行，对变压器绕组变形在线检测方法的研究具有十分重要的意义。现有的理论研究表明，变压器的短路电抗值是由绕组的几何尺寸、空间位置等因素所决定。当变压器绕组发生变形时，其短路电抗值将会发生变化，因此测量短路电抗变化情况是判断变压器绕组是否变形的一种有效方法。目前，基于短路阻抗法的变压器绕组变形试验方法主要有两类，一类是需要将变压器从电网断开，进行空载试验和短路试验，这是离线的；另一类在线监测方法，其数学计算模型针对的是单相双绕组实验变压器。因此，这两类方法都不适用对电网中实际运行的电力变压器进行短路阻抗的在线监测。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服
技术介绍
的不足之处，而提供一种基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于：它包括如下步骤，步骤1：在三相变压器输入端的三条线路上分别安装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在三相变压器输出端的三条线路上分别安装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将所述三个第一电压互感器检测到的电压值、三个第一电流互感器检测到的电流值、三个第二电压互感器检测到的电压值和三个第二电流互感器检测到电流值均传递给数据采集处理系统；步骤3：数据采集处理系统根据采集的电压值，电流值，以及三相变压器中短路电抗计算式计算出三相变压器的短路电抗，工作人员将计算出的三相线路的实时短路电抗与标准的短路电抗进行比较，从而判断变压器绕组是否存在变形；其中，三相变压器中短路电抗计算式为：所述三个第一电压互感器在变压器的输入端检测到的输入电压分别为和所述三个第一电流互感器在变压器的输入端检测到的输入电流分别为和所述三个第二电压互感器在变压器的输出端检测到的输入电压分别为和所述三个第二电流互感器在变压器的输出端检测到的输出电流分别为和所述三个第一电压互感器的变比为KPT1，所述三个第一电流互感器的变比为KCT1，所述三个第二电压互感器的变比为KPT2，所述三个第二电流互感器的变比为KCT2。本专利技术通过严密的公式推导而成，通过建立一个三相变压器绕组电路阻抗参数的数学计算模型，具有可靠的理论支撑依据，能够实现变压器的短路电抗参数的在线检测，可实时的判断三相变压器绕组变形情况。与现有的三相变压器绕组变形在线监测方法相比，本专利技术实现方便，只需要在原有的电路系统中增加6个电压互感器、6个电流互感器和信号分析与处理系统(PC机)即可对电力系统中正在运行的变压器进行在线监测，成本较低。同时，本专利技术可以与现有的三相变压器绕组变形在线监测方法结合起来使用，能够更加准确的帮助工作人员判断三相变压器绕组是否存在变形。附图说明图1为三相变压器的等效电路图。图2为三相变压器短路电抗在线测量原理图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们并不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本专利技术的优点更加清楚和容易理解。参阅附图可知：基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于：它包括如下步骤，步骤1：在三相变压器输入端的三条线路上分别安装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在三相变压器输出端的三条线路上分别安装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将所述三个第一电压互感器检测到的电压值、三个第一电流互感器检测到的电流值、三个第二电压互感器检测到的电压值和三个第二电流互感器检测到电流值均传递给数据采集处理系统；步骤3：数据采集处理系统根据采集的电压值，电流值，以及三相变压器中短路电抗计算式计算出三相变压器的短路电抗，工作人员将计算出的三相线路的实时短路电抗与标准的短路电抗进行比较，从而判断变压器绕组是否存在变形；其中，三相变压器中短路电抗计算式为：所述三个第一电压互感器在变压器的输入端检测到的输入电压分别为和所述三个第一电流互感器在变压器的输入端检测到的输入电流分别为和所述三个第二电压互感器在变压器的输出端检测到的输入电压分别为和所述三个第二电流互感器在变压器的输出端检测到的输出电流分别为和所述三个第一电压互感器的变比为KPT1，所述三个第一电流互感器的变比为KCT1，所述三个第二电压互感器的变比为KPT2，所述三个第二电流互感器的变比为KCT2。实际工作时，三相变压器的短路电抗的计算式是通过如下方式推导出来的：S1：如附图2所示，6个电压互感器分别为PT1～PT6，6个电流互感器分别为CT1～CT6，电压互感器PT1～PT6检测到的电压分别为电流互感器CT1～CT6检测到的电流分别为电压互感器PT1～PT3的变比为KPT1，电压互感器PT4～PT6的变比为KPT2，电流互感器CT1～CT3的变比为KCT1，电流互感器CT4～CT6的变比为KCT2。S2：如图1和图2所示，变压器的原边输入电压分别为和变压器的副边输出电压变压器的原边输入电流分别为和副边输出电流分别为变压器实际输入电压、输出电压、电流值，与测量到的值有如下关系：S3：结合本专利
技术实现思路
中推导的三相变压器短路阻抗表达式，进一步得出三相变压器绕组的短路阻抗的表达式，其中，三相变压器绕组的短路阻抗的表达式为：实际工作时，三相变压器短路阻抗表达式是通过如下方式推到出来的：K1：三相原边输入端电压分别为三相原边输入端电流分别为原边中性点节点电流用表示。三相副边输出端电压分别为三相副边负载侧输出电流(线电流)分别为三相副边流过各绕组的电流(相电流)分别为K2：A相原边短路阻抗、电阻、电抗分别为ZA1、RA1、XA1；A相副边短路阻抗、电阻、电抗分别为ZA2、RA2、XA2。B相原边短路阻抗、电阻、电抗分别为ZB1、RB1、XB1；B相副边短路阻抗、电阻、电抗分别为ZB2、RB2、XB2。C相原边短路阻抗、电阻、电抗分别为ZC1、RC1、XC1；C相副边短路阻抗、电阻、电抗分别为ZC2、RC2、XC2。将低压侧的短路阻抗折算到高压测，三相变压器的短路阻抗可分别表示为：K3：变压器原边Y形连接，采用电压互感器、电流互感器，可测量变压器原边侧电压和电流这相当于测量的三相变压器的原边相电压、原边相电流。变压器副边三角形连接，对于负载侧，应用电压互感器、电流互感器所测量的电压和电流这个量并不是变压器的副边相电压，副边相电流，均需相应的数值转换才能得到相应的副边a、b、c三相压与相电流值。根据基尔霍夫电压定律，可得副边相电压：根据基尔霍夫电流定律，可得副边电流关系式:根据基尔霍夫电流定律，可得原边电流关系式：又根据变压器原、副边电流之间的关系，有如下关系式：根据以上三个电流表达式，可以计算得到，三相变压器副边相电流为：即对于单相双绕组变压器，其短路阻抗计算公式为：其中，Zk表示单相变压器的短路阻抗(低压侧折算到高压侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于：它包括如下步骤，步骤1：在三相变压器的输入端的三条线路上分别安装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在三相变压器输出端的三条线路上分别安装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将所述三个第一电压互感器检测到的电压值、三个第一电流互感器检测到的电流值、三个第二电压互感器检测到的电压值和三个第二电流互感器检测到电流值均传递给数据采集处理系统；步骤3：数据采集处理系统根据采集的电压值，电流值，以及三相变压器中短路电抗计算式计算出三相变压器的短路电抗，工作人员将计算出的三相线路的实时短路电抗与标准的短路电抗进行比较，从而判断变压器绕组是否存在变形；其中，三相变压器中短路电抗计算式为：

【技术特征摘要】
1.基于短路阻抗法的三相变压器绕组变形在线监测方法，其特征在于：它包括如下步骤，步骤1：在三相变压器的输入端的三条线路上分别安装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在三相变压器输出端的三条线路上分别安装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将所述三个第一电压互感器检测到的电压值、三个第一电流互感器检测到的电流值、三个第二电压互感器检测到的电压值和三个第二电流互感器检测到电流值均传递给数据采集处理系统；步骤3：数据采集处理系统根据采集的电压值，电流值，以及三相变压器中短路电抗计算式计算出三相变压器的短路电抗，工作人员将计算出的三相线路的实时短路电抗与标准的短路电抗进行比较，从而判断变压器绕组是否存在变形；其中，三相变压器中短路电抗计算式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：欧立新，费雯丽，周宇雄，袁佳歆，
申请(专利权)人：武汉振源电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42