一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法，包括如下步骤：监测变压器的状态，并收集原始监测数据；对收集的原始监测数据进行归一化处理，得到变压器归一化处理后的状态观测量对应于正常的临界值W；对得到的状态量进行加权平均，得到变压器的抗短路状态估计；利用得到的抗短路状态估计以及变压器的历史状态数据和历史短路故障数据建立随变压器状态变化的可修复抗短路能力监测模型；利用建立的可修复抗短路能力监测模型计算基于当前状态监测量对应的变压器抗短路能力。本发明专利技术的有益效果：有利于依据电力变压器不同运行状态，对抗短路能力做出动态评估,实现变压器抗短路能力的可靠估计，推动变压器的精准运维发展。运维发展。运维发展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法


[0001]本专利技术涉及变压器抗短路能力评估
，尤其涉及一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法。

技术介绍

[0002]抗短路能力不足造成的变压器损坏已是引起变压器故障的主要原因。为防止和减少变压器短路事故发生，必须对变压器承受短路的能力进行评估。国家及国际相关标准均对电力变压器承受短路的能力做出了规定，要求电力变压器在运行中应具有承受住各种短路事故的抗短路能力。
[0003]在变压器短路强度的研究初期，主要是对变压器绕组静态短路强度进行研究。但是在实际生产运行中人们发现，虽然对一些变压器按照静态强度的方法进行了强度校核，但是在遇到突发短路故障时，变压器仍然会发生绕组损坏事故。
[0004]变压器在遭受短路冲击时所能承受的短路强度和稳定性早期主要还是通过各种实验数据总结的经验公式进行研究；尹克宁教授将变压器设计计算方法进行了有效的整理，并总结了相关的校核计算公式；王春成通过计算变压器低压线圈不同高度的形变程度，得到线圈的临界失稳载荷；张博建立了有限元分析模型来模拟变压器遭遇短路冲击后出现的线圈翘曲、轴向变形等情形，在仿真时考虑实际情形来分析绕组多次冲击下的绕组稳定性。
[0005]目前电力变压器抗短路能力评估方法的专利有：专利名称为“—种在运电力变压器抗短路能力综合评估方法”对在运老旧变压器难以获得的结构参数，给出了评估思路和方法，但是没有考虑对绕组动态强度进行校核。专利名称为“一种电力变压器绕组损坏风险评估方法”对变压器绕组的运行状态提出了新型评估方法，考虑了运行年限，承受短路冲击情况，但是没有考虑历史重合闸、绕组的动态机械强度、绝缘水平等情况。专利名称为“一种具有抗短路校核功能的变压器保护方法”通过实际故障对变压器绕组所受的冲击和累积效应进行量化判断，以实现电力系统中的短路故障对变压器的冲击提供实时校核。但是对于在运变压器难以获得实时数据，计算流程较为繁琐，未考虑多个参量对变压器整体稳定性的影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术公开了一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法，其可以解决
技术介绍
中涉及的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0008]一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一、监测变压器的状态，并收集原始监测数据；
[0010]步骤二、通过公式(1)和(2)对收集的原始监测数据进行归一化处理，得到变压器归一化处理后的状态观测量对应于正常的临界值W，由公式(3)表达；
[0011][0012][0013][0014]其中，r为归一化后的状态监测量；z为原状态监测数据；H和L分别为监测量处于正常状态时的上边界值和下边界值；H
max
为监测量处于正常状态时的最大上边界值，L
min
为监测量处于正常状态时的最小下边界值；e为数学常数；
[0015]步骤三、通过公式(4)对得到的状态量进行加权平均，得到变压器的抗短路状态估计x，
[0016][0017]其中，x为变压器的总体状态评估量，r
j
为归一化后得到的监测值，w
j
为每一个状态监测量根据其在变压器中的重要程度分配的一个权重因子，p是监测量的数目；
[0018]步骤四、利用得到的抗短路状态估计以及变压器的历史状态数据和历史短路故障数据建立随变压器状态变化的可修复抗短路能力监测模型，由公式(5)到(7)表达；
[0019]λ(x)＝Ae
Bx
+C
ꢀꢀꢀ
(5)
[0020][0021][0022]其中，A、B和C是三个待定常数，λ(x)为可修复短路故障率，为变压器在某个时段的状态评估量，f
i
为变压器发生短路故障的次数，λ为短路故障率，n
g
是第g数据段内和f
i
数据对的数目；
[0023]步骤五、利用建立的可修复抗短路能力监测模型计算基于当前状态监测量对应的变压器抗短路能力。
[0024]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤一中，变压器的状态包括变压器的线饼、垫块、变压器油、套管、紧固件、绝缘系统、散热系统、附属设施以及通道环境的状态。
[0025]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤一中，原始监测数据包括绕组变形结果、历史运行状态、历史短路电流冲击、历史重合闸评估、绝缘水平情况以及轴向、辐向动态强度。
[0026]作为本专利技术的一种优选改进，轴向动态强度计算在于将线饼视为质量单元，垫块视为弹簧，组成质量弹簧系统，在振动过程校核稳定性。
[0027]作为本专利技术的一种优选改进，幅向动态强度计算在于将绕组看成两端支撑的梁且受内部支撑的圆环，校核动态稳定性。
[0028]作为本专利技术的一种优选改进，所述线饼采用铜塑性材料制作，其屈服强度σ
0.2
选取为100MPa；所述垫块为绝缘纸板材料制造，且弹性模量E会根据所施加的预紧力的不同而变
化。
[0029]本专利技术有益效果如下：
[0030]1、根据轴向和辐向强度的校核情况，结合绕组变形结果、历史运行状态、历史短路冲击和历史重合闸评估、绝缘水平情况等多个参量对电力变压器在遭受巨大短路电流冲击后整体的稳定性做出综合判定，建立了可修复抗短路监测模型，其有利于依据电力变压器不同运行状态，对其抗短路能力做出动态评估，实现了变压器抗短路能力的可靠估计，有利于推动变压器的精准运维发展；
[0031]2、本专利技术通过监测并收集原始监测数据，可以为准确评估变压器的抗短路能力奠定真实可靠的数据基础；
[0032]3、本专利技术通过对原始监测数据进行归一化处理，可以使得不同状态量在正常范围的上或下边界值都对应于同一个恒定值W，可以将不同量纲的监测量变换到0到1之间，并且仍然能够直观的以W为临界值分辨出监测量是否已经出现异常；
[0033]4、本专利技术提供的线饼由铜塑性材料，不存在明显的屈服强度。
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0035]图1为本专利技术基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法的流程图；
[0036]图2为本专利技术可修复抗短路能力监测模型建立示意图；
[0037]图3为本专利技术轴向动态校核模型；
[0038]图4为本专利技术辐向动态校核模型；
[0039]图5为本专利技术线饼应力
‑
应变特性图；
[0040]图6为本专利技术不同预紧力下垫块变化的弹性模量图。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多参量的电力变压器抗短路动态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、监测变压器的状态，并收集原始监测数据；步骤二、通过公式(1)和(2)对收集的原始监测数据进行归一化处理，得到变压器归一化处理后的状态观测量对应于正常的临界值W，由公式(3)表达；化处理后的状态观测量对应于正常的临界值W，由公式(3)表达；化处理后的状态观测量对应于正常的临界值W，由公式(3)表达；其中，r为归一化后的状态监测量；z为原状态监测数据；H和L分别为监测量处于正常状态时的上边界值和下边界值；H
max
为监测量处于正常状态时的最大上边界值，L
min
为监测量处于正常状态时的最小下边界值；e为数学常数；步骤三、通过公式(4)对得到的状态量进行加权平均，得到变压器的抗短路状态估计x，其中，x为变压器的总体状态评估量，r
j
为归一化后得到的监测值，w
j
为每一个状态监测量根据其在变压器中的重要程度分配的一个权重因子，p是监测量的数目；步骤四、利用得到的抗短路状态估计以及变压器的历史状态数据和历史短路故障数据建立随变压器状态变化的可修复抗短路能力监测模型，由公式(5)到(7)表达；λ(x)＝Ae
Bx
+C
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)(5)其中，A、B和C是三个待定常数，λ(x)为可修复短路故障率，为变压器在某个时段的状态评估量，f

【专利技术属性】
技术研发人员：汪沨，林晓青，刘君，陈赦，钟理鹏，孙秋芹，刘杰，聂佳，姚磊，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：