【技术实现步骤摘要】
变压器直流偏磁监测方法及装置
本专利技术涉及电力变压器应用
,特别涉及一种变压器直流偏磁监测方法及装置。
技术介绍
近年来,随着国内直流输电工程投运越来越多,直流输电项目单极大地运行方式下流入大地的直流电流与交流输电系统发生了越来越普遍地耦合关系,具体耦合关系如图1所示。监测表明在直流接地极方圆100公里范围内的交流输电变电站内,中性点直接接地的主变压器都不同程度地受到了流入大地的直流电流的影响,这个直流电流从大地流入变压器中性点,通过变压器及交流输电线路网络旁路了部分原来仅通过大地电阻回路的直流电流,造成了比较严重的变压器直流偏磁问题。直流偏磁会造成变压器噪音及振动剧烈加大加重。从一些监测数据可知,变压器的振动及噪声,以及变压器电流中的谐波随着通过变压器中性线中的直流电流的增加而增大,而变压器接地的中性线中直流电流的大小与单极大地运行方式下的直流线路送电功率、直流接地极远近有关。这一现象可以用变压器铁芯饱和磁化特性来解释:流进绕组的直流电流成为变压器励磁电流的一部分,该直流电流使变压器铁芯发生偏磁,改变了变压器的的励磁曲线工作点,使原来磁化曲线工作区的一部分移至铁芯磁饱和区,导致总励磁电流变成尖顶波,由此引发的变压器局部过热、绝缘老化、带载性能降低等问题对变压器的正常运行造成极大的影响,严重时可能造成变压器损坏及保护动作。同时,直流偏磁后的变压器会产生可观数量的宽带谐波,污染电网运行环境。虽然研究人员对于交流电网的负面影响有了一定认识,但是根据大多数布置有直流输电换流站的电网中发生的变压器噪音及振动加剧的事件,可以发现变压器直流偏磁后其产生的负面比 ...
【技术保护点】
1.一种变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,包括:通过第一电流测量装置测量主变压器接地的中性点处的混合电流信号,其中,所述第一电流测量装置包括安装于主变压器接地的中性点处的霍尔元件,所述混合电流信号包括直流偏磁电流、偏磁响应电流和工频不平衡电流;对所述混合电流信号进行分析,确定所述直流偏磁电流和所述偏磁响应电流;根据所述偏磁响应电流确定变压器的偏磁响应程度。
【技术特征摘要】
1.一种变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,包括:通过第一电流测量装置测量主变压器接地的中性点处的混合电流信号,其中,所述第一电流测量装置包括安装于主变压器接地的中性点处的霍尔元件,所述混合电流信号包括直流偏磁电流、偏磁响应电流和工频不平衡电流;对所述混合电流信号进行分析,确定所述直流偏磁电流和所述偏磁响应电流;根据所述偏磁响应电流确定变压器的偏磁响应程度。2.如权利要求1所述的变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,对于绕组接线方式为YN-Yn-D型的变压器,按照如下方式确定所述直流偏磁电流:在预设第一时间窗口内,采用滤波算法对所述混合电流信号进行滤波,获得滤波后的混合电流信号,其中,滤波后的混合电流信号包括含有基波及偏磁直流电流的第一混合电流、含有2次到25次谐波的偏磁响应电流的第二混合电流;对含有基波及偏磁直流电流的第一混合电流的采样瞬时值进行幅值平均值计算,所述平均值为直流偏磁电流;按照如下方式确定所述偏磁响应电流:对含有2次到25次谐波的偏磁响应电流的第二混合电流进行傅里叶分析,所述第二混合电流中的25次以下各次谐波含量为所述偏磁响应电流。3.如权利要求2所述的变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,按照如下公式确定所述直流偏磁电流:其中,Id表示直流偏磁电流,In表示含有基波及偏磁直流电流的第一混合电流,m表示预设第一时间窗口内的采样次数;按照如下公式确定所述偏磁响应电流:其中,Ik表示第k次谐波电流,n′表示迭代次数,n′=1,2,……,N-1,2πi是一个虚数,i是一个虚数单位,In′表示含有2次到25次谐波的偏磁响应电流的第二混合电流。4.如权利要求1所述的变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,对于绕组接线方式为Y-Y型的变压器,按照如下方式确定所述直流偏磁电流:根据混合电流信号的电流变化率判断变压器铁芯是否在预设第二时间窗口内处于饱和状态,当处于非饱和状态下的时段,在非饱和状态下的时段里混合电流信号的平均值为所述直流偏磁电流;按照如下方式确定所述偏磁响应电流:在预设第二时间窗口内,根据所述混合电流信号的电流变化率判断变压器铁芯是否处于饱和状态,当处于饱和状态时,分析饱和状态下所述混合电流信号中的谐波分量,所述谐波分量为所述偏磁响应电流。5.如权利要求1所述的变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,对于绕组接线方式为Y-D型的变压器,按照如下公式确定所述直流偏磁电流:在预设第三时间窗口内,对所述混合电流信号进行分析,确定谐波比例关系,根据所述谐波比例关系,在所述混合电流信号中加入与所述混合电流信号对应幅值和相位的3次谐波分量,获得混合电流还原信号,根据所述混合电流还原信号的电流变化率判断变压器铁芯是否处于饱和状态,当处于非饱和状态下时,在非饱和状态下的时段里混合电流信号的平均值为所述直流偏磁电流;按照如下方式确定所述偏磁响应电流:在预设第三时间窗口内,对所述混合电流信号进行分析,确定谐波比例关系,根据所述谐波比例关系,在所述混合电流信号中加入与所述混合电流信号对应幅值和相位的3次谐波分量,获得混合电流还原信号,根据所述混合电流还原信号的电流变化率判断变压器铁芯是否处于饱和状态,当处于饱和状态时,分析饱和状态下所述混合电流还原信号中的谐波分量,所述谐波分量为所述偏磁响应电流。6.如权利要求1所述的变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,还包括:当变压器为自耦变压器时,通过第二电流测量装置测量通过自耦线圈的直流电流及谐波电流,其中,所述第二电流测量装置为交流互感器或光电流互感器,所述第二电流测量装置安装于自耦变压器的高压侧或中压侧;对所述混合电流信号和所述直流电流及谐波电流进行分析,确定所述直流偏磁电流和所述偏磁响应电流。7.如权利要求6所述的变压器直流偏磁监测方法,其特征在于,对所述混合电流信号和所述直流电流及谐波电流进行分析,确定所述直流偏磁电流和所述偏磁响应电流,包括:在预设第一时间窗口内,采用滤波算法对所述混合电流信号和所述直流电流及谐波电流进行滤波,获得滤波后的电流信号,其中,滤波后的电流信号包括含有基波及偏磁直流电流的第三混合电流、含有2次到25次谐波的偏磁响应电流的第四混合电流;对含有基波及偏磁直流电流的第三混合电流的采样瞬时值进行幅值平均值计算,获得所述直流偏磁电流;对含有2次到25次谐波的偏磁响应电流的第四混合电流进行傅里叶分析,第四混合电流中的25次以下各次谐波含量为所述偏磁响应电流。8.一种变压器直...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭志广,郭哲,贾跟卯,高方玉,郎庆凯,郑鹏超,于洪亮,赵爽,魏雷,
申请(专利权)人:北京国网富达科技发展有限责任公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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