基于电路阻抗法的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电路阻抗法的变压器绕组变形在线监测方法，涉及一种用于在线监测变压器绕组变形状况的方法。它包括微处理器根据采集到的第一电压、第一电流、第二电压、第二电流，以及计算电路阻抗的数学模型，计算出在线运行的变压器的原边绕组的电路阻抗值和副边绕组的电路阻抗值；工作人员将计算出来的原边绕组的电路阻抗值与标准的原边绕组的电路阻抗值进行对比，将计算出来的副边绕组的电路阻抗值与标准的副边绕组的电路阻抗值进行对比，从而实时在线的判断变压器的绕组变形情况。本发明专利技术采用电路阻抗法进行测量，原理简单，实现方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在线监测变压器绕组变形状况的方法，具体的说是一种基于电路阻抗法的变压器绕组变形在线监测方法。
技术介绍
电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，在电力系统中承担电压变换、电能分配和转移的重要责任。电力变压器的价格昂贵并且结构复杂，其健康状况更是整个电网安全运行的前提。大型电力变压器运行过程中一旦发生事故，则有可能造成停电事故，对居民生活以及工厂生产影响巨大，同时变压器的维修时间一般在半年以上，花费巨大，因此需要尽力保证变压器的安全运行。因此,为了确保变压器的最大正常运行时间，必须对变压器的参数、状态进行持续和密集的监测，以评估变压器的操作条件及工作状态。其中，变压器绕组变形监测是其中很重要的一部分。变压器等效电路的各参数可以反应大量的变压器状态信息。电路电抗的变化可以反应变压器绕组的变形情况，区分内部故障和外部故障；而变压器绕组电阻的变化可以用来监测绕组温度、变压器内部线圈的电路情况等。变压器等效电路的参数可通过电路试验和空载试验进行测定，但这一类方法需要进行离线测试，要将变压器从电网断开，也不能监测出变压器运行过程中的异常信号。因而这一类离线检测的方法不能实时的反应变压器绕组运行状态。在变压器绕组变形的在线监测中，最常见的是频率响应法，但由于不同型号、不同接线方式等因素对变压器的频率响应曲线都有一定的影响，多数都靠检测人员的经验进行判断，缺少可靠的绕组变形判定依据。
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，而提供一种基于电路阻抗法的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：基于电路阻抗法的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：在变压器的原边线路上加装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在变压器的副边线路上加装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将第一电压互感器检测到的第一电压、第一电流互感器检测到的第一电流、第二电压互感器检测到的第二电压和第二电流互感器检测到的第二电流传递给数据采集系统，微处理器根据采集到的第一电压、第一电流、第二电压、第二电流，以及计算电路阻抗的数学模型，计算出在线运行的变压器的原边绕组的电阻值、原边绕组的电感值、副边绕组的电阻值和副边绕组的电感值；其中，所述计算电路阻抗的数学模型为：A(t)＝U1(t)-U12(t)＝KPT1U10(t)-nKPT2U20(t)，其中，C＝AB-1，A(t)、B(t)和C均为矩阵，n为变压器变比，KPT1为第一电压互感器的变比，KPT2为第二的电压互感器变比，在每个周期T＝0.02s有N个采样点，每个时间间隔R1为变压器在任意t时刻的原边绕组电路电阻值，L1为变压器在任意t时刻的原边绕组的电路电感；R12为变压器在任意t时刻的副边绕组电路电阻值，L12为变压器在任意时刻的t副边绕组电路电感；U10(t)为第一电压互感器任意t时刻检测到在的电压，U20(t)为第二电压互感器在任意t时刻检测到的电压，I1(t)为第一电流互感器在任意t时刻检测到的电流，I12(t)为第二电流互感器在任意t时刻检测到的电流，I10(t+Δt)为第一电流互感器在任意t+Δt时刻检测到的电流，I20(t+Δt)为第二电流互感器在任意t+Δt时刻检测到的电流；步骤3：根据步骤2中计算出来的原边绕组的电感值和副边绕组的电感值，计算出变压器绕组的原边电路阻抗和副边电路阻抗；其中，变压器绕组的原边电路阻抗X1＝2πfL1，变压器绕组的副边电路阻抗X2＝2πfL12/n2，f＝50Hz；步骤4：选取四个采样点，通过数据采集及分析处理系统，分别计算机出每个采样点在同一时刻的原边电路阻抗值和副边电路阻抗值，计算四个原边电路阻抗值的平均值，将计算得到的四个原边电路阻抗值的平均值作为变压器绕组的实时原边电路阻抗值，计算四个副边电路阻抗值的平均值，将计算得到的四个副边电路阻抗值的平均值作为变压器绕组的实时副边电路阻抗值；步骤5：将步骤4中的实时原边电路阻抗值与标准的原边电路阻抗值进行对比，并将实时副边电路阻抗值与标准的副边电路阻抗值进行对比，判断变压器绕组是否发生变形。本专利技术能够实现变压器的高压、低压绕组的电路阻抗参数的在线测量，从而判断变压器绕组变形情况，检测方法简单可靠。本专利技术采用电路阻抗法进行测量，原理简单，实现方便。同时，本专利技术能够在不影响变压器供电的情况下，对变压器的绕组电路阻抗值进行了测量计算，且可分别测算高压绕组、低压绕组的电路阻抗参数，有利于判断绕组变形具体在高压侧还是低压侧。且由于现有的离线的判断变压器绕组变形的电路阻抗法已较为成熟，因而该方法通过测算出变压器的电路电抗值，有明确的判断绕组变形的参数对比依据。附图说明图1变压器的T型等效电路。图2变压器电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：基于电路阻抗法的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：在变压器的原边线路上加装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在变压器的副边线路上加装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将第一电压互感器检测到的第一电压、第一电流互感器检测到的第一电流、第二电压互感器检测到的第二电压和第二电流互感器检测到的第二电流传递给数据采集系统，微处理器根据采集到的第一电压、第一电流、第二电压、第二电流，以及计算电路阻抗的数学模型，计算出在线运行的变压器的原边绕组的电阻值、原边绕组的电感值、副边绕组的电阻值和副边绕组的电感值；其中，所述计算电路阻抗的数学模型为：A(t)＝U1(t)-U12(t)＝KPT1U10(t)-nKPT2U20(t)，其中，C＝AB-1，A(t)、B(t)和C均为矩阵，n为变压器变比，KPT1为第一电压互感器的变比，KPT2为第二的电压互感器变比，在每个周期T＝0.02s有N个采样点，每个时间间隔R1为变压器在任意t时刻的原边绕组电路电阻值，L1为变压器在任意t时刻的原边绕组的电路电感；R12为变压器在任意t时刻的副边绕组电路电阻值，L12为变压器在任意时刻的t副边绕组电路电感；U10(t)为第一电压互感器任意t时刻检测到在的电压，U20(t)为第二电压互感器在任意t时刻检测到的电压，I1(t)为第一电流互感器在任意t时刻检测到的电流，I12(t)为第二电流互感器在任意t时刻检测到的电流，I10(t+Δt)为第一电流互感器在任意t+Δt时刻检测到的电流，I20(t+Δt)为第二电流互感器在任意t+Δt时刻检测到的电流；步骤3：根据步骤2中计算出来的原边绕组的电感值和副边绕组的电感值，计算出变压器绕组的原边电路阻抗和副边电路阻抗；其中，变压器绕组的原边电路阻抗X1＝2πfL1，变压器绕组的副边电路阻抗X2＝2πfL12/n2，f＝50Hz；步骤4：选取四个采样点，通过数据采集及分析处理系统，分别计算机出每个采样点在同一时刻的原边电路阻抗值和副边电路阻抗值，计算四个原边电路阻抗值的平均值，将计算得到的四个原边电路阻抗值的平均值作为变压器绕组的实时原边电路阻抗值，计算四个副边电路阻抗值的平均值，将计算得本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电路阻抗法的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：在变压器的原边线路上加装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在变压器的副边线路上加装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将第一电压互感器检测到的第一电压、第一电流互感器检测到的第一电流、第二电压互感器检测到的第二电压和第二电流互感器检测到的第二电流传递给数据采集系统，微处理器根据采集到的第一电压、第一电流、第二电压、第二电流，以及计算电路阻抗的数学模型，计算出在线运行的变压器的原边绕组的电阻值、原边绕组的电感值、副边绕组的电阻值和副边绕组的电感值；其中，所述计算电路阻抗的数学模型为：A(t)＝U1(t)‑U12(t)＝KPT1U10(t)‑nKPT2U20(t)，B(t)=[I1(t)I1(t+Δt)-I1(t)ΔtI12(t)I12(t+Δt)-I12(t)Δt],]]>C=R1L1R12L12;]]>其中，C＝AB‑1，A(t)、B(t)和C均为矩阵，n为变压器变比，KPT1为第一电压互感器的变比，KPT2为第二的电压互感器变比，在每个周期T＝0.02s有N个采样点，每个时间间隔R1为变压器在任意t时刻的原边绕组电路电阻值，L1为变压器在任意t时刻的原边绕组的电路电感；R12为变压器在任意t时刻的副边绕组电路电阻值，L12为变压器在任意时刻的t副边绕组电路电感；U10(t)为第一电压互感器任意t时刻检测到在的电压，U20(t)为第二电压互感器在任意t时刻检测到的电压，I1(t)为第一电流互感器在任意t时刻检测到的电流，I12(t)为第二电流互感器在任意t时刻检测到的电流，I10(t+Δt)为第一电流互感器在任意t+Δt时刻检测到的电流，I20(t+Δt)为第二电流互感器在任意t+Δt时刻检测到的电流；步骤3：根据步骤2中计算出来的原边绕组的电感值和副边绕组的电感值，计算出变压器绕组的原边电路阻抗和副边电路阻抗；其中，变压器绕组的原边电路阻抗X1＝2πfL1，变压器绕组的副边电路阻抗X2＝2πfL12/n2，f＝50Hz；步骤4：选取四个采样点，通过数据采集及分析处理系统，分别计算机出每个采样点在同一时刻的原边电路阻抗值和副边电路阻抗值，计算四个原边电路阻抗值的平均值，将计算得到的四个原边电路阻抗值的平均值作为变压器绕组的实时原边电路阻抗值，计算四个副边电路阻抗值的平均值，将计算得到的四个副边电路阻抗值的平均值作为变压器绕组的实时副边电路阻抗值；步骤5：将步骤4中的实时原边电路阻抗值与标准的原边电路阻抗值进行对比，并将实时副边电路阻抗值与标准的副边电路阻抗值进行对比，判断变压器绕组是否发生变形。...

【技术特征摘要】
1.基于电路阻抗法的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：在变压器的原边线路上加装一个第一电压互感器和一个第一电流互感器，在变压器的副边线路上加装一个第二电压互感器和一个第二电流互感器；步骤2：将第一电压互感器检测到的第一电压、第一电流互感器检测到的第一电流、第二电压互感器检测到的第二电压和第二电流互感器检测到的第二电流传递给数据采集系统，微处理器根据采集到的第一电压、第一电流、第二电压、第二电流，以及计算电路阻抗的数学模型，计算出在线运行的变压器的原边绕组的电阻值、原边绕组的电感值、副边绕组的电阻值和副边绕组的电感值；其中，所述计算电路阻抗的数学模型为：A(t)＝U1(t)-U12(t)＝KPT1U10(t)-nKPT2U20(t)，B(t)=[I1(t)I1(t+Δt)-I1(t)ΔtI12(t)I12(t+Δt)-I12(t)Δt],]]>C=R1L1R12L12;]]>其中，C＝AB-1，A(t)、B(t)和C均为矩阵，n为变压器变比，KPT1为第一电压互感器的变比，KPT2为第二的电压互感器变比，在每个周期T＝0.02s有N个采样点，每个时间间隔R1为变压器在任意t时刻的原边绕组电路电阻值，L1为变压器在任意t时刻的原边绕组的电路电...

【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