一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法及系统，属于变压器漏抗测量技术领域。本发明专利技术的一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法，克服了变压器短路阻抗传统方法的原理缺陷，通过构建含原副边漏感的时域表达式以及原副边漏感表达式，结合三角绕组环流以及不饱和相电流，能够分别求出原边和副边的漏感，进而实现变压器漏抗的准确测量，无需用到变压器副边的电气量，方案简单，实用，切实可行，便于实现。进一步，本发明专利技术充分考虑不饱和相电流特性，即：只有在不饱和时计算得到的值才是实际漏感值。时域上存在某个时间区间是不饱和区间，因此将这段时间区间内求得的值作为漏感，并且该值保持恒定，进而可取该恒定的值为漏感值，方案简单。方案简单。方案简单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法及系统，属于变压器漏抗测量


技术介绍

[0002]在新型电网形态下，高阻抗变压器空投时零模涌流幅值大，衰减时间长，零序过流保护误动，对系统安全运行带来了严重的威胁。高阻抗变压器特殊的涌流特性与其高阻抗参数特性密不可分，无论是从理论分析和仿真分析，都需要首先得到其较准确的漏感(漏抗)。高阻抗指的是高短路阻抗，变压器短路阻抗通常的测量方法为二次侧短路时，在一次侧加电压，使电流达额定值，这个电压与额定电压之比就是短路阻抗。短路阻抗又称为短路漏抗，而变压器的短路漏抗实质上是变压器原边漏抗和副边漏抗之和，无法明确两侧各自漏抗数值。另外，短路漏抗是在认为励磁电抗无穷大的情况下测量得到的，存在一定理论误差。
[0003]目前已有关于漏感测量的方法，文献[1,2]从构造变压器保护的角度提出了漏感参数在线计算方法，可以根据漏感参数变化来区分涌流和故障，但需要实时用到副边电压电流，方法较为复杂。文献[3,4]从变压器绕组在线监测的角度提出了基于有限元的漏感参数计算方法，可以依据计算漏感来判断变压器内部绕组是否变形，但需要获取变压器铁心绕组尺寸来构建精确的有限元仿真模型，较难实现且缺乏验证。上述方法用到了短路漏抗，存在一定理论误差。
[0004][1]马静,王增平,王雪.基于等效瞬时漏电感的变压器保护新原理[J].电力系统自动化,2006,30(23):64
‑
68.
[0005][2]邓祥力,王传启,张哲.基于回路平衡方程和励磁电感的特高压变压器保护[J].中国电机工程学报,2012,(01):147
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153.
[0006][3]邓祥力,熊小伏,高亮,等.基于参数辨识的变压器绕组变形在线监测方法[J].中国电机工程学报,2014,(28):4950
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4958.
[0007][4]李朋,郝治国,张保会,等.基于有限元法的变压器漏感计算在绕组变形中的应用[J].电力自动化设备,2007,(07):49
‑
53.

技术实现思路

[0008]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种通过构建含原副边漏感的时域表达式以及原副边漏感表达式，结合三角绕组环流以及不饱和相电流，能够分别求出原边和副边的漏感，进而实现变压器漏抗的准确测量，无需用到变压器副边的电气量，方案简单，实用，切实可行，便于实现的基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法及系统。
[0009]为实现上述目的，本专利技术的第一种技术方案为：
[0010]一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法，包括以下步骤：
[0011]第一步，根据变压器接线状态，建立变压器微分方程，得到含原副边漏感的时域表
达式；
[0012]第二步，将第一步中的含原副边漏感的时域表达式进行离散化处理，并带入两组采样点数据，得到联立方程组；
[0013]第三步，根据第二步中的联立方程组，得到原副边漏感表达式；
[0014]第四步，获取外部暂态电压扰动下的录波数据，并根据变压器的电压等级，确定能否测量出三角绕组环流；
[0015]当能测量出三角绕组环流后，进行第五步；
[0016]当不能测量三角绕组环流后，进行第六步；
[0017]第五步，根据第三步中的原副边漏感表达式以及第四步中的三角绕组环流，计算得到每一相的原边漏感以及副边漏感；
[0018]第六步，根据第四步中的原副边漏感表达式，并利用不饱和相电流代替三角绕组环流进行计算，分别计算出原边、副边的漏感值；
[0019]第七步，根据第五步或/和第六步中得到的若干漏感值，筛选出某一时间区间内保持恒定的漏感作为原边、副边的实际漏感值，并将原边、副边的实际漏感值相加得到实际短路漏感，并根据实际短路漏感计算实际短路阻抗，实现变压器漏抗的测量。
[0020]本专利技术经过不断探索以及试验，克服了变压器短路阻抗传统方法的原理缺陷，通过构建含原副边漏感的时域表达式以及原副边漏感表达式，结合三角绕组环流以及不饱和相电流，能够分别求出原边和副边的漏感，进而实现变压器漏抗的准确测量，无需用到变压器副边的电气量，方案简单，实用，切实可行，便于实现。
[0021]进一步，本专利技术充分考虑不饱和相电流特性，即：由于不饱和相并不总是不饱和，因此通过原副边漏感表达式计算得到的值并不总是为实际漏感值，只有在不饱和时计算得到的值才是实际漏感值。时域上存在某个时间区间是不饱和区间，因此将这段时间区间内求得的值作为漏感，并且该值保持恒定。进而可取该恒定的值作为实际漏感值，方案简单，实用。
[0022]作为优选技术措施：
[0023]所述第一步，含原副边漏感的时域表达式，其计算公式如下：
[0024][0025]其中，L
σD
为变压器副方绕组漏感，i
D
为三角绕组环流，L
σ
为变压器原方绕组漏感，i0为零模电流，u0为零模电压。
[0026]作为优选技术措施：
[0027]三角绕组环流的计算公式如下：
[0028][0029]其中，i
a
、i
b
、i
c
分别为副方绕组电流；
[0030]零模电流的计算公式如下：
[0031]i0＝(i
A
+i
B
+i
C
)/3；
[0032]其中，i
A
、i
B
、i
C
分别为三相电流瞬时值；
[0033]零模电压的计算公式如下：
[0034]u0＝(u
AT
+u
BT
+u
CT
)/3，
[0035]其中，u
AT
、u
BT
、u
CT
为变压器原方绕组相电压；
[0036]变压器原方绕组相电压的计算公式如下：
[0037][0038]其中，e
a
、e
b
、e
c
为变压器三相励磁支路感应电动势；
[0039]根据副方绕组满足方程，对变压器原方绕组相电压的计算公式进行转换，得到变换的变压器原方绕组相电压的计算公式：
[0040][0041]其中，
[0042]作为优选技术措施：
[0043]所述第二步，联立方程组的计算公式如下：
[0044][0045][0046]其中，i
D
(k
‑
1)、i
D
(k)、i
D
(k+1)、i
D
(k+2)分别为采样点的三角绕组环流值；
[0047]i0(k
‑
1)、i0(k)、i0(k+1)、i0(k+2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，根据变压器接线状态，建立变压器微分方程，得到含原副边漏感的时域表达式；第二步，将第一步中的含原副边漏感的时域表达式进行离散化处理，并带入两组采样点数据，得到联立方程组；第三步，根据第二步中的联立方程组，得到原副边漏感表达式；第四步，获取外部暂态电压扰动下的录波数据，并根据变压器的电压等级，确定能否测量出三角绕组环流；当能测量出三角绕组环流后，进行第五步；当不能测量三角绕组环流后，进行第六步；第五步，根据第三步中的原副边漏感表达式以及第四步中的三角绕组环流，计算得到每一相的原边漏感以及副边漏感；第六步，根据第四步中的原副边漏感表达式，并利用不饱和相电流代替三角绕组环流进行计算，分别计算出原边、副边的漏感值；第七步，根据第五步或/和第六步中得到的若干漏感值，筛选出某一时间区间内保持恒定的漏感作为原边、副边的实际漏感值，并将原边、副边的实际漏感值相加得到实际短路漏感，并根据实际短路漏感计算实际短路阻抗，实现变压器漏抗的测量。2.如权利要求1所述的一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法，其特征在于，所述第一步，含原副边漏感的时域表达式，其计算公式如下：其中，L
σD
为变压器副方绕组漏感，i
D
为三角绕组环流，L
σ
为变压器原方绕组漏感，i0为零模电流，u0为零模电压。3.如权利要求2所述的一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法，其特征在于，三角绕组环流的计算公式如下：其中，i
a
、i
b
、i
c
分别为副方绕组电流；零模电流的计算公式如下：i0＝(i
A
+i
B
+i
C
)/3；其中，i
A
、i
B
、i
C
分别为三相电流瞬时值；零模电压的计算公式如下：u0＝(u
AT
+u
BT
+u
CT
)/3，其中，u
AT
、u
BT
、u
CT
为变压器原方绕组相电压；变压器原方绕组相电压的计算公式如下：
其中，e
a
、e
b
、e
c
为变压器三相励磁支路感应电动势；根据副方绕组满足方程，对变压器原方绕组相电压的计算公式进行转换，得到变换的变压器原方绕组相电压的计算公式：其中，4.如权利要求1所述的一种基于电压扰动量的变压器漏抗测量方法，其特征在于，所述第二步，联立方程组的计算公式如下：所述第二步，联立方程组的计算公式如下：其中，i
D
(k
‑
1)、i
D
(k)、i
D
(k+1)、i
D
(k+2)分别为采样点的三角绕组环流值；i0(k...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文斌，曾平，戚宣威，王松，邹晓峰，裘愉涛，杨国生，陈明，方芳，钱建国，张浩，孙文文，方愉冬，吴佳毅，钱政旭，王聪博，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司国网浙江省电力有限公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：