本发明专利技术公开了一种变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法，包括以下步骤：所述方法基于测量电路，所述测量电路包括交流电网、变压器和至少一个变流器；变压器的一侧接交流电网，另一侧接变流器；变流器测量变压器的交流电网侧的电压为Us，变流器测量变压器的变流器绕组侧的电压为Ug，变流器测量变压器的变流器绕组侧的电流为I；所述电压Us、电压Ug和电流I均接入变流器的控制器中，变流器的控制器根据输入的信号计算变压器的变比和短路阻抗。本发明专利技术充分利用了并网变流器输出电流的灵活性，只需要在变压器正常运行时测量其两侧电压和流过变压器的电流，不需要专用的短路阻抗测试仪器。仪器。仪器。
【技术实现步骤摘要】
一种变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法
[0001]本专利技术涉及变压器短路阻抗在线测量领域，具体涉及一种变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法。
技术介绍
[0002]传统的变压器短路阻抗测量方法是将变压器二次侧绕组全部短接，一次侧绕组施加逐渐增大的电压，当一次侧电流等于额定电流时，记录此时的电压值，两者相除，即得变压器短路阻抗的大小。
[0003]现有的变压器短路阻抗在线测试仪器是实时监测变压器两侧的电压和电流变化，将实时波形数据导入计算单元，通过相位分析，计算出变压器的短路阻抗。
[0004]传统的变压器短路阻抗测量方法，必须在变压器投入运行前，接入幅值可调的大容量低压可调电源进行测量，变压器投运后带电，无法再进行测量。
[0005]现有的变压器短路阻抗在线测量方法，需要专用仪器监测各绕组的电压和电流实时波形，以获得幅值和相角信息，计算方法复杂，测量成本较高。
技术实现思路
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法，所述方法基于测量电路，所述测量电路包括交流电网、变压器和至少一个变流器；变压器的一侧接交流电网，另一侧接变流器；变流器测量变压器的交流电网侧的电压为Us，变流器测量变压器的变流器绕组侧的电压为Ug，变流器测量变压器的变流器绕组侧的电流为I；所述电压Us、电压Ug和电流I均接入变流器的控制器中，变流器的控制器根据输入的信号计算变压器的变比和短路阻抗。
[0007]进一步地，计算变压器的变比和短路阻抗的具体方法为：
[0008]将变压器网侧电压Us折合到变流器侧的电压D轴和Q轴分量值分别为Usd和Usq，具体表达式为：
[0009]Usd＝K1*(Ugd+K10)+K2*(Id+K20)+K3*(Iq+K30)+K4
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(公式1)
[0010]Usq＝K1*(Ugq+K10)+K2*(Iq+K20)
‑
K3*(Id+K30)+K4
ꢀꢀꢀ
(公式2)
[0011]其中Ugd和Ugq分别为变压器变流器侧电压Ug的D轴和Q轴分量值，Id和Iq分别为变压器的变流器侧电流的D轴和Q轴分量值；K1表示变压器从网侧折合到变流器侧的实际变比标幺值K，还包含了变流器对变压器的变流器侧电压采样系数的误差；K10表示变流器对变压器的变流器侧电压采样零漂；K2表示折合到变流器侧的R值，还涵盖了变流器电流采样折合到D轴后的偏差；K20表示变流器电流采样折合到D轴后的零漂；K3表示折合到变流器侧的w*L值的相反数，还涵盖了变流器电流采样折合到Q轴后的偏差，其中w是电网频率对应的角速度，L为变压器折合到变流器侧短路电感；K30表示变流器电流采样折合到Q轴后的零漂以及变流器对其内部交流滤波电容的补偿；K4表示网侧电压采样系数的零漂；
[0012]上述两式共有7个未知参数数，分别为K1、K10、K2、K20、K3、K30和K4，进行7次不同
功率下的运行测试，并将测试数据代入公式1或公式2，解7元1次方程组，可得各参数的值；
[0013]根据各参数的值求得变压器折合到变流器侧的短路电阻R＝K2，短路电感L＝
‑
K3/w，交流电网侧与变流器侧的电压的精确变比为K1乘以两侧额定线电压之比。
[0014]进一步地，当一台变压器的变流器侧接了多台变流器时，控制全部的变流器每次都工作于同样的测试工况，将多台变流器等效为1台，利用所述公式1或公式2计算变压器折合到变流器侧的短路电阻、短路电感、交流电网侧与变流器侧的电压的精确变比。
[0015]进一步地，变流器以电压的Ud分量为锁相基准，则Uq分量为0，利用式1求解各参数的具体方法是：
[0016]变流器分别运行于两种不同功率大小的纯有功工况，得到Usd的两个运行测试数据分别为Usd1和Usd2、Ugd的两个运行测试数据Ugd1和Ugd2以及Id两个运行测试数据Id1和Id2，由于只有有功功率，无功功率输出为0，故有K3*(Iq+K30)＝0，则满足：
[0017]Usd1＝K1*(Ugd1)+K2*(Id1)
[0018]Usd2＝K1*(Ugd2)+K2*(Id2)
[0019]据此得到K1和K2的值，具体为：
[0020]K1＝(Id2*Usd1
‑
Id1*Usd2)/(Id2*Ugd1
‑
Id1*Ugd2)
[0021]K2＝(Usd1
‑
K1*Ugd1)/Id1
[0022]变流器分别运行于两种不同功率大小的纯无功工况，得到Usd的两个运行测试数据分别为Usd3和Usd4、Ugd的两个运行测试数据Ugd3和Ugd4以及Iq的两个运行测试数据Iq3和Iq4，由于只有无功功率，有功功率输出为0，故有K2*(Id)＝0，则满足：
[0023]Usd3＝K1*(Ugd3)+K3*(Iq3+K30)
[0024]Usd4＝K1*(Ugd4)+K3*(Iq4+K30)
[0025]据此得到K3和K30的值，具体为：
[0026]K3＝(Usd3
‑
K1*Ugd3
‑
Usd4+K1*Ugd4)/(Iq3
‑
Iq4)
[0027]K30＝(Usd3
‑
K1*Ugd3)/K3
‑
Iq3。
[0028][0029]进一步地，变流器以电压的Uq分量为锁相基准，则Ud分量近似为0，利用式2求解各参数的具体方法是：
[0030]变流器分别运行于两种不同功率大小的纯无功工况，得到Usq的两个运行测试数据分别为Usq1和Usq2、Ugq的两个运行测试数据Ugq1和Ugq2以及Iq的两个运行测试数据Iq1和Iq2，由于只有无功功率，有功功率输出为0，故有K3*(Id+K30)＝0，则满足：
[0031]Usq1＝K1*(Ugq1)+K2*(Iq1)
[0032]Usq2＝K1*(Ugq2)+K2*(Iq2)
[0033]据此得到K1和K2的值，具体为：
[0034]K1＝(Iq2*Usq1
‑
Iq1*Usq2)/(Iq2*Ugq1
‑
Iq1*Ugq2)
[0035]K2＝(Usq1
‑
K1*Ugq1)/Iq1
[0036]变流器分别运行于两种不同功率大小的纯有功工况，得到Usq的两个运行测试数据分别为Usq3和Usq4、Ugq的两个运行测试数据Ugq3和Ugq4以及Id的两个运行测试数据Id3和Id4，由于只有有功功率，无功功率输出为0，故有K2*(Iq)＝0，则满足：
[0037]Usq3＝K1*(Ugq3)+K3*(Id3+K30)
[0038]Usq4＝K1*(Ugq4)+K3*(Id4+K30)
[0039]据此得到K3和K30本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法，其特征在于，所述方法基于测量电路，所述测量电路包括交流电网、变压器和至少一个变流器；变压器的一侧接交流电网，另一侧接变流器；变流器测量变压器的交流电网侧的电压为Us，变流器测量变压器的变流器绕组侧的电压为Ug，变流器测量变压器的变流器绕组侧的电流为I；所述电压Us、电压Ug和电流I均接入变流器的控制器中，变流器的控制器根据输入的信号计算变压器的变比和短路阻抗。2.根据权利要求1所述的变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法，其特征在于，计算变压器的变比和短路阻抗的具体方法为：将变压器网侧电压Us折合到变流器侧的电压D轴和Q轴分量值分别为Usd和Usq，具体表达式为：Usd＝K1*(Ugd+K10)+K2*(Id+K20)+K3*(Iq+K30)+K4
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(公式1)Usq＝K1*(Ugq+K10)+K2*(Iq+K20)
‑
K3*(Id+K30)+K4
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(公式2)其中Ugd和Ugq分别为变压器变流器侧电压Ug的D轴和Q轴分量值，Id和Iq分别为变压器的变流器侧电流的D轴和Q轴分量值；K1表示变压器从网侧折合到变流器侧的实际变比标幺值K，还包含了变流器对变压器的变流器侧电压采样系数的误差；K10表示变流器对变压器的变流器侧电压采样零漂；K2表示折合到变流器侧的R值，还涵盖了变流器电流采样折合到D轴后的偏差；K20表示变流器电流采样折合到D轴后的零漂；K3表示折合到变流器侧的w*L值的相反数，还涵盖了变流器电流采样折合到Q轴后的偏差，其中w是电网频率对应的角速度，L为变压器折合到变流器侧短路电感；K30表示变流器电流采样折合到Q轴后的零漂以及变流器对其内部交流滤波电容的补偿；K4表示网侧电压采样系数的零漂；上述两式共有7个未知参数数，分别为K1、K10、K2、K20、K3、K30和K4，进行7次不同功率下的运行测试，并将测试数据代入公式1或公式2，解7元1次方程组，可得各参数的值；根据各参数的值求得变压器折合到变流器侧的短路电阻R＝K2，短路电感L＝
‑
K3/w，交流电网侧与变流器侧的电压的精确变比为K1乘以两侧额定线电压之比。3.根据权利要求2所述的变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法，其特征在于，当一台变压器的变流器侧接了多台变流器时，控制全部的变流器每次都工作于同样的测试工况，将多台变流器等效为1台，利用所述公式1或公式2计算变压器折合到变流器侧的短路电阻、短路电感、交流电网侧与变流器侧的电压的精确变比。4.根据权利要求3所述的变压器短路电阻与电抗和变比的在线测量方法，其特征在于，变流器以电压的Ud分量为锁相基准，则Uq分量为0，利用式1求解各参数的具体方法是：变流器分别运行于两种不同功率大小的纯有功工况，得到Usd的两个运行测试数据分别为Usd1和Usd2、Ugd的两个运行测试数据Ugd1和Ugd2以及Id两个运行测试数据Id1和Id2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王腾飞，王俊辉，
申请(专利权)人：王腾飞，
类型：发明
国别省市：
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