一种变压器绕组变形综合诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器绕组变形综合诊断方法及系统，该方法首先获取变压器的绕组电容量、频率响应、短路阻抗、短路电流及累计短路时间数据，提出变形指标，利用所获得的数据计算变形指标；依据变形指标与绕组变形等级的关系，确定各变形指标对应绕组变形等级；按照专家系统及知识库，准确的确定当前变压器的变形状况；该方法通过大量的试验分析，从众多指标当中选取了与绕组变形紧密相关的几个变形指标，构建了变形指标与绕组变形等级之间的对应关系，简化了计算工作的同时确保了判断的准确度；该系统整个结构简单、操作方便，能够自动根据当前试验数据与运行工况综合诊断变压器绕组是否发生了变形及变形程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力工程
，尤其涉及一种变压器绕组变形综合诊断方法及系统。
技术介绍
变压器是电网系统的核心设备，也是最昂贵的设备之一，它的运行状态直接影响着整个电网系统的安全与稳定。由于设计制造、工艺材料、运行维护和运行环境等方面的原因，使得变压器绕组变形故障时有发生，特别是在短路电流的影响下，变压器绕组受强大电动力作用，会发生塌陷、整体扭曲和位移等机械性永久变形。及时发现和修复变压器绕组变形故障，能够延长变压器运行寿命，从而减少电力系统不必要的开支。目前，检测电力变压器绕组变形的方法主要有：(1)根据绕组电容量的变化量判断绕组变形程度；(2)短路阻抗法；(3)频率响应分析法。上述三种方法均从一定程度上反映了变压器绕组变形状况，但需要丰富的现场经验才能对绕组变形状况进行初步的判断，而且未考虑变压器运行工况(短路电流及累计短路时间)，很难综合准确诊断变压器绕组变形程度及故障类型。
技术实现思路
本专利技术提供了一种变压器绕组变形综合诊断方法及系统，其目的在于，对变压器绕组各性能指标进行综合处理，构建专家知识库，综合准确诊断变压器绕组变形程度。一种变压器绕组变形综合诊断方法，包括以下步骤：步骤1：实时获取变压器运行数据；所述变压器运行数据包括变压器绕组容量、频率响应、短路阻抗、短路电流及累计短路时间；步骤2：将步骤1获取的变压器运行数据与变压器对应的初始数据按照以下公式计算各对应变形指标，并按照对应绕组变形等级关系表，获取各变形指标对应的变形等级；所述变形指标包括绕组电容变化率、频率响应相关系数、短路阻抗变化率以及短路电流与短路时间；所述绕组电容变化率为ΔC％，其中，C当前和C原始分别表示变压器绕组当前的实时电容量和出厂时的初始电容量；表1绕组电容量变化率与变压器绕组变形等级对应关系电容量变化率ΔC％≤±2％±2％＜ΔC％＜±5％ΔC％≥±5％绕组变形等级IIIIII所述频率响应相关系数为R，利用频率响应测试仪测得的变压器实时频率响应曲线与出厂时频率响应曲线依次在低频段、中频段和高频段内计算获得的相关系数，依次为RLF、RMF及RHF；所述低频段、中频段和高频段的频率范围依次为(1kHz～100kHz)、(100kHz～600kHz)、(600KHz～1000kHz)；实时获得频率响应曲线，分三频段计算相关系数，得到三个频段的相关系数，所述相关系数的计算是按照数学原理中的相关系数计算公式计算；表2频率响应相关系数与变压器绕组变形等级对应关系绕组变形等级相关系数RIRLF≥2.0和RMF≥1.0和RHF≥0.6II2.0>RLF≥1.0或0.6≤RMF<1.0III1.0>RLF≥0.6或RMF<0.6IVRLF<0.6所述短路阻抗变化率包括横向短路阻抗变化率ΔZ横向％和纵向短路阻抗变化率ΔZ纵向％：其中，ZA、ZB、ZC分别为实时测量的变压器A、B、C三相的短路阻抗值；Z当前指当前试验时的实时测量获得的A、B、C三相的短路阻抗值的平均值，Z原始指出厂时A、B、C三相的短路阻抗值的平均值；表3100MVA以上或220kV及以上变压器，短路阻抗变化率与变压器绕组变形等级对应关系绕组变形等级短路阻抗变化率IΔZ纵向％≤±1.6％或ΔZ横向％≤2％II±1.6％＜ΔZ纵向％＜±3％或2％＜ΔZ横向％＜4％IIIΔZ纵向％≥±3％或ΔZ横向％≥4％表4100MVA以下且220kV及以下变压器，短路阻抗变化率与变压器绕组变形等级对应关系绕组变形等级短路阻抗变化率IΔZ纵向％≤±2％或ΔZ横向％≤2.5％II±2％＜ΔZ纵向％＜±4％或2.5％＜ΔZ横向％＜5％IIIΔZ纵向％≥±4％或ΔZ横向％≥5％所述短路电流与短路时间是指距离变压器2公里内发生短路时的短路电流占变压器允许短路电流的百分比I％以及累计短路时间t；表5短路电流占比及累计短路时间与变压器绕组变形等级对应关系步骤4：依据各变形指标对应的变形等级，按照专家系统及知识库，确定变压器绕组变形状况；表6专家系统及知识库一种变压器绕组变形综合诊断系统，采用上述的一种变压器绕组变形综合诊断方法，包括变压器绕组电容量采集单元、频率响应测量单元、短路阻抗采集单元、短路电流测量与累积短路时间测量单元、数据处理单元及专家规则控制库单元；所述变压器绕组电容量采集单元、频率响应测量单元、短路阻抗采集单元及短路电流测量与累积短路时间测量单元均与所述数据处理单元相连，所述数据处理单元与所述专家规则控制库单元相连；数据处理单元对采集或测量的信号数据计算各变形指标，将获得的计算结果按照绕组变形等级对应关系输出各变形指标对应的绕组变形等级，所述专家规则控制库单元依据输入的各变形指标的绕组变形等级，输出当前变压器的绕组变形状况。有益效果本专利技术提供了一种变压器绕组变形综合诊断方法及系统，该方法首先获取变压器的绕组电容量、频率响应、短路阻抗、短路电流及累计短路时间数据，提出变形指标，利用所获得的数据计算变形指标；依据变形指标与绕组变形等级的关系，确定各变形指标对应绕组变形等级；按照专家系统及知识库，准确的确定当前变压器的变形状况；该方法通过大量的试验分析，从众多指标当中选取了与绕组变形紧密相关的几个变形指标，构建了变形指标与绕组变形等级之间的对应关系，简化了计算工作的同时确保了判断的准确度；该系统整个结构简单、操作方便，能够自动根据当前试验数据与运行工况综合诊断变压器绕组是否发生了变形及变形程度。本系统能够准确诊断变压器绕组变形状况，正确指导其检修工作；可防止和减小变压器故障进一步扩大与发展，预防电网事故的发生；有利于延长变压器运行寿命，减少电力系统不必要的开支。附图说明图1为本专利技术所述系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。一种变压器绕组变形综合诊断方法，包括以下步骤：步骤1：实时获取变压器运行数据；所述变压器运行数据包括变压器绕组容量、频率响应、短路阻抗、短路电流及累计短路时间；步骤2：将步骤1获取的变压器运行数据与变压器对应的初始数据按照以下公式计算各对应变形指标，并按照对应绕组变形等级关系表，获取各变形指标对应的变形等级；所述变形指标包括绕组电容变化率、频率响应相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器绕组变形综合诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：实时获取变压器运行数据；所述变压器运行数据包括变压器绕组容量、频率响应、短路阻抗、短路电流及累计短路时间；步骤2：将步骤1获取的变压器运行数据与变压器对应的初始数据按照以下公式计算各对应变形指标，并按照对应绕组变形等级关系表，获取各变形指标对应的变形等级；所述变形指标包括绕组电容变化率、频率响应相关系数、短路阻抗变化率以及短路电流与短路时间；所述绕组电容变化率为ΔC%，其中，C当前和C原始分别表示变压器绕组当前的实时电容量和出厂时的初始电容量；表1 绕组电容量变化率与变压器绕组变形等级对应关系电容量变化率ΔC%≤±2%±2%＜ΔC%＜±5%ΔC%≥±5%绕组变形等级IIIIII所述频率响应相关系数为R，利用频率响应测试仪测得的变压器实时频率响应曲线与出厂时频率响应曲线依次在低频段、中频段和高频段内计算获得的相关系数，依次为RLF、RMF及RHF；所述低频段、中频段和高频段的频率范围依次为(1kHz～100kHz)、(100kHz～600kHz)、(600KHz～1000kHz)；表2 频率响应相关系数与变压器绕组变形等级对应关系绕组变形等级相关系数RIRLF≥2.0和RMF≥1.0和RHF≥0.6II2.0>RLF≥1.0或0.6≤RMF<1.0III1.0>RLF≥0.6或RMF<0.6IVRLF<0.6所述短路阻抗变化率包括横向短路阻抗变化率ΔZ横向%和纵向短路阻抗变化率ΔZ纵向%：其中，ZA、ZB、ZC分别为实时测量的变压器A、B、C三相的短路阻抗值；Z当前指当前试验时的实时测量获得的A、B、C三相的短路阻抗值的平均值，Z原始指出厂时A、B、C三相的短路阻抗值的平均值；表3 100MVA以上或220kV及以上变压器，短路阻抗变化率与变压器绕组变形等级对应关系绕组变形等级短路阻抗变化率IΔZ纵向%≤±1.6%或ΔZ横向%≤2%II±1.6%＜ΔZ纵向%＜±3%或2%＜ΔZ横向%＜4%IIIΔZ纵向%≥±3%或ΔZ横向%≥4%表4 100MVA以下且220kV及以下变压器，短路阻抗变化率与变压器绕组变形等级对应关系绕组变形等级短路阻抗变化率IΔZ纵向%≤±2%或ΔZ横向%≤2.5%II±2%＜ΔZ纵向%＜±4%或2.5%＜ΔZ横向%＜5%IIIΔZ纵向%≥±4%或ΔZ横向%≥5%所述短路电流与短路时间是指距离变压器2公里内发生短路时的短路电流占变压器允许短路电流的百分比I%以及累计短路时间t；表5 短路电流占比及累计短路时间与变压器绕组变形等级对应关系步骤4：依据各变形指标对应的变形等级，按照专家系统及知识库，确定变压器绕组变形状况；表6 专家系统及知识库...

【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组变形综合诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：实时获取变压器运行数据；
所述变压器运行数据包括变压器绕组容量、频率响应、短路阻抗、短路电流及累计短路
时间；
步骤2：将步骤1获取的变压器运行数据与变压器对应的初始数据按照以下公式计算各
对应变形指标，并按照对应绕组变形等级关系表，获取各变形指标对应的变形等级；
所述变形指标包括绕组电容变化率、频率响应相关系数、短路阻抗变化率以及短路电
流与短路时间；
所述绕组电容变化率为ΔC%，其中，C当前和C原始分别表示变压器绕组当前的实时电容量和出厂时的初始电容量；
表1绕组电容量变化率与变压器绕组变形等级对应关系
电容量变化率
ΔC%≤±2%
±2%＜ΔC%＜±5%
ΔC%≥±5%
绕组变形等级
I
II
III所述频率响应相关系数为R，利用频率响应测试仪测得的变压器实时频率响应曲线与
出厂时频率响应曲线依次在低频段、中频段和高频段内计算获得的相关系数，依次为RLF、
RMF及RHF；所述低频段、中频段和高频段的频率范围依次为(1kHz～100kHz)、(100kHz～
600kHz)、(600KHz～1000kHz)；
表2频率响应相关系数与变压器绕组变形等级对应关系
绕组变形等级
相关系数R
I
RLF≥2.0和RMF≥1.0和RHF≥0.6
II
2.0>RLF≥1.0或0.6≤RMF<1.0
III
1.0>RLF≥0.6或RMF<0.6
IV
RLF<0.6所述短路阻抗变化率包括横向短路阻抗变化率ΔZ横向%和纵向短路阻抗变化率ΔZ纵向%：
其中，ZA、ZB、ZC分别为实时测量的变压器A、B、C三相的短路阻抗值；Z当前指当前试验时的
实时测量获得的A、B、C三相的短路阻抗值的平均值，Z原始指出厂时A、B、C三相的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世华，刘赟，孙利朋，叶会生，黄海波，万勋，刘兴文，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11