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    重庆时时彩缩水软件手机版: 一种基于变压器的抗短路电流的预警方法及装置.pdf

    关 键 词:
    一种 基于 变压器 短路 电流 预警 方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611240155.8

    申请日:

    2016.12.28

    公开号:

    CN106771527A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 著录事项变更IPC(主分类):G01R 19/17变更事项:申请人变更前:国网浙江省电力公司电力科学研究院变更后:国网浙江省电力有限公司电力科学研究院变更事项:地址变更前:310014 浙江省杭州市朝晖八区华电弄1号变更后:310014 浙江省杭州市下城区朝晖八区变更事项:申请人变更前:国家电网公司 国网浙江省电力公司 杭州柯林电气股份有限公司变更后:国家电网有限公司 国网浙江省电力有限公司 杭州柯林电气股份有限公司|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/17申请日:20161228|||公开
    IPC分类号: G01R19/17; G01R31/02 主分类号: G01R19/17
    申请人: 国网浙江省电力公司电力科学研究院; 国家电网公司; 国网浙江省电力公司; 杭州柯林电气股份有限公司
    发明人: 何文林; 王文浩; 邵先军; 孙翔; 王绍安; 郑一鸣; 詹江杨; 陈珉; 谢东
    地址: 310014 浙江省杭州市朝晖八区华电弄1号
    优先权:
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 罗满
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611240155.8

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.07.13|||2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于变压器的抗短路电流的预警方法,该方法包括以下步骤:在变压器运行过程中,根据预先获得的变压器的不良工况历史数据,确定变压器的不良工况修正因子;根据预先获得的变压器的初始抗短路电流、预先确定的绕组变形测试结果修正因子和不良工况修正因子,确定变压器当前的修正抗短路电流;根据修正抗短路电流与变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否输出抗短路预警。应用本发明实施例所提供的方法,可以及时预警,提高了抗短路电流的预警能力,为变压器的安全运行提供保障,进而保证电力系统的正常运行。本发明还公开了一种基于变压器的抗短路电流的预警装置,具有相应技术效果。

    权利要求书

    1.一种基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,包括:
    在变压器运行过程中,根据预先获得的所述变压器的不良工况历史数据,确定所述变
    压器的不良工况修正因子;
    根据预先获得的所述变压器的初始抗短路电流、预先确定的绕组变形测试结果修正因
    子和所述不良工况修正因子,确定所述变压器当前的修正抗短路电流,所述绕组变形测试
    结果修正因子为根据预设的变形测试项目的测试结果预先确定的;
    根据所述修正抗短路电流与所述变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否输出抗
    短路预警。
    2.根据权利要求1所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,所述根据
    预先获得的所述变压器的不良工况历史数据,确定所述变压器的不良工况修正因子,包括:
    根据预先获得的所述变压器的不良工况历史数据,确定所述变压器的外部短路发生次
    数及每次外部短路的电流峰值;
    根据所述外部短路发生次数、每次外部短路的电流峰值及预先获得的初始抗短路承受
    能力电流峰值,确定所述变压器的不良工况修正因子。
    3.根据权利要求1所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,所述根据
    所述修正抗短路电流与所述变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否输出抗短路预
    警,包括:
    如果所述修正抗短路电流小于或等于所述变压器的最大短路电流,则确定输出抗短路
    预警。
    4.根据权利要求3所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,还包括:
    确定所述最大短路电流与所述修正抗短路电流的比值;
    根据所述比值与预设的预警等级阈值的关系,确定输出的抗短路预警的预警等级。
    5.根据权利要求1至4任一项所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在
    于,通过以下步骤预先确定所述绕组变形测试结果修正因子:
    根据预设的绕组变形测试项目的测试结果,分别确定短路阻抗影响因子、频率响应影
    响因子、振动特性影响因子和绕组间电容影响因子;
    根据所述短路阻抗影响因子、所述频率响应影响因子、所述振动特性影响因子和所述
    绕组间电容影响因子,确定所述绕组变形测试结果修正因子。
    6.根据权利要求5所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,所述绕组
    变形测试项目包括短路阻抗测试项目,通过以下步骤确定所述短路阻抗影响因子:
    根据所述短路阻抗测试项目的测试结果,确定同一台变压器、同一绕组间、同一分接开
    关位置、不同时期的短路阻抗变化量;
    根据所述短路阻抗变化量,确定所述短路阻抗影响因子。
    7.根据权利要求5所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,所述绕组
    变形测试项目包括频率响应测试项目,通过以下步骤确定所述频率响应影响因子:
    根据所述频率响应测试项目的测试结果,确定前后两次频率响应测试结果的相关系
    数;
    根据所述相关系数,确定所述频率响应影响因子。
    8.根据权利要求5所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,所述绕组
    变形测试项目包括振动测试项目,通过以下步骤确定所述振动特性影响因子:
    根据所述振动测试项目的测试结果,确定振动信号频率成分复杂度;
    根据所述振动信号频率成分复杂度,确定所述振动特性影响因子。
    9.根据权利要求5所述的基于变压器的抗短路电流的预警方法,其特征在于,所述绕组
    变形测试项目包括绕组间电容量测试项目,通过以下步骤确定所述绕组间电容影响因子:
    根据所述绕组间电容量测试项目的测试结果,确定绕组间电容量变化量;
    根据所述绕组间电容量变化量,确定所述绕组间电容影响因子。
    10.一种基于变压器的抗短路电流的预警装置,其特征在于,包括:
    不良工况修正因子确定???,用于在变压器运行过程中,根据预先获得的所述变压器
    的不良工况历史数据,确定所述变压器的不良工况修正因子;
    修正抗短路电流确定???,用于根据预先获得的所述变压器的初始抗短路电流、预先
    确定的绕组变形测试结果修正因子和所述不良工况修正因子,确定所述变压器当前的修正
    抗短路电流,所述绕组变形测试结果修正因子为根据预设的变形测试项目的测试结果预先
    确定的;
    抗短路预警输出???,用于根据所述修正抗短路电流与所述变压器的最大短路电流的
    大小关系,确定是否输出抗短路预警。

    说明书

    一种基于变压器的抗短路电流的预警方法及装置

    技术领域

    本发明涉及电力技术领域,特别是涉及一种基于变压器的抗短路电流的预警方法
    及装置。

    背景技术

    变压器的安全运行是电力系统正常运行的重要保障。变压器在运行过程中,不可
    避免地会遭受各种短路故障,在短路电磁力作用下,变压器的损坏事故时有发生。

    变压器短路电流承受能力作为变压器设计和运行的一个重要特性参数,受到国内
    外电力系统的高度重视。针对这一问题,IEC、IEEE以及各个国家标准都要求变压器必须具
    备一定的短路电流承受能力,并提出和制定了短路电流计算方法及变压器短路电流承受能
    力的试验检验方法,这些标准对于提高投运前变压器的初始短路电流承受能力起到了积极
    作用。然而,投入电网运行后,变压器的短路电流承受能力同时受到其运行工况的影响,使
    得其抗短路电流发生变化。

    如何基于变压器在运行过程中变化的抗短路电流,进行及时预警,是目前本领域
    技术人员急需解决的技术问题。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种基于变压器的抗短路电流的预警方法及装置,以基于运
    行过程中的变压器的修正抗短路电流,进行及时预警,提高抗短路电流的预警能力,为变压
    器的安全运行提供保障,进而保证电力系统的正常运行。

    为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

    一种基于变压器的抗短路电流的预警方法,包括:

    在变压器运行过程中,根据预先获得的所述变压器的不良工况历史数据,确定所
    述变压器的不良工况修正因子;

    根据预先获得的所述变压器的初始抗短路电流、预先确定的绕组变形测试结果修
    正因子和所述不良工况修正因子,确定所述变压器当前的修正抗短路电流,所述绕组变形
    测试结果修正因子为根据预设的变形测试项目的测试结果预先确定的;

    根据所述修正抗短路电流与所述变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否输
    出抗短路预警。

    在本发明的一种具体实施方式中,所述根据预先获得的所述变压器的不良工况历
    史数据,确定所述变压器的不良工况修正因子,包括:

    根据预先获得的所述变压器的不良工况历史数据,确定所述变压器的外部短路发
    生次数及每次外部短路的电流峰值;

    根据所述外部短路发生次数、每次外部短路的电流峰值及预先获得的初始抗短路
    承受能力电流峰值,确定所述变压器的不良工况修正因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,所述根据所述修正抗短路电流与所述变压器的
    最大短路电流的大小关系,确定是否输出抗短路预警,包括:

    如果所述修正抗短路电流小于或等于所述变压器的最大短路电流,则确定输出抗
    短路预警。

    在本发明的一种具体实施方式中,还包括:

    确定所述最大短路电流与所述修正抗短路电流的比值;

    根据所述比值与预设的预警等级阈值的关系,确定输出的抗短路预警的预警等
    级。

    在本发明的一种具体实施方式中,通过以下步骤预先确定所述绕组变形测试结果
    修正因子:

    根据预设的绕组变形测试项目的测试结果,分别确定短路阻抗影响因子、频率响
    应影响因子、振动特性影响因子和绕组间电容影响因子;

    根据所述短路阻抗影响因子、所述频率响应影响因子、所述振动特性影响因子和
    所述绕组间电容影响因子,确定所述绕组变形测试结果修正因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,所述绕组变形测试项目包括短路阻抗测试项
    目,通过以下步骤确定所述短路阻抗影响因子:

    根据所述短路阻抗测试项目的测试结果,确定同一台变压器、同一绕组间、同一分
    接开关位置、不同时期的短路阻抗变化量;

    根据所述短路阻抗变化量,确定所述短路阻抗影响因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,所述绕组变形测试项目包括频率响应测试项
    目,通过以下步骤确定所述频率响应影响因子:

    根据所述频率响应测试项目的测试结果,确定前后两次频率响应测试结果的相关
    系数;

    根据所述相关系数,确定所述频率响应影响因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,所述绕组变形测试项目包括振动测试项目,通
    过以下步骤确定所述振动特性影响因子:

    根据所述振动测试项目的测试结果,确定振动信号频率成分复杂度;

    根据所述振动信号频率成分复杂度,确定所述振动特性影响因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,所述绕组变形测试项目包括绕组间电容量测试
    项目,通过以下步骤确定所述绕组间电容影响因子:

    根据所述绕组间电容量测试项目的测试结果,确定绕组间电容量变化量;

    根据所述绕组间电容量变化量,确定所述绕组间电容影响因子。

    一种基于变压器的抗短路电流的预警装置,包括:

    不良工况修正因子确定???,用于在变压器运行过程中,根据预先获得的所述变
    压器的不良工况历史数据,确定所述变压器的不良工况修正因子;

    修正抗短路电流确定???,用于根据预先获得的所述变压器的初始抗短路电流、
    预先确定的绕组变形测试结果修正因子和所述不良工况修正因子,确定所述变压器当前的
    修正抗短路电流,所述绕组变形测试结果修正因子为根据预设的变形测试项目的测试结果
    预先确定的;

    抗短路预警输出???,用于根据所述修正抗短路电流与所述变压器的最大短路电
    流的大小关系,确定是否输出抗短路预警。

    应用本发明实施例所提供的技术方案,在变压器运行过程中,根据预先获得的变
    压器的不良工况历史数据,确定变压器的不良工况修正因子,根据预先获得的变压器的初
    始抗短路电流、预先确定的绕组变形测试结果修正因子和不良工况修正因子,确定变压器
    当前的修正抗短路电流,根据修正抗短路电流与变压器的最大短路电流的大小关系,确定
    是否输出抗短路预警?;谠诵泄讨械谋溲蛊鞯男拚苟搪返缌?,进行及时预警,提高了
    抗短路电流的预警能力,为变压器的安全运行提供保障,进而保证电力系统的正常运行。

    附图说明

    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
    有技术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
    发明的一些实施例,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他的附图。

    图1为本发明实施例中一种基于变压器的抗短路电流的预警方法的实施流程图;

    图2为本发明实施例中频率响应测试等值网络的示意图;

    图3为本发明实施例中一种基于变压器的抗短路电流的预警装置的结构示意图。

    具体实施方式

    为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式
    对本发明作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是
    全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提
    下所获得的所有其他实施例,都属于本发明?;さ姆段?。

    参见图1所示,为本发明实施例所提供的一种基于变压器的抗短路电流的预警方
    法的实施流程图,该方法可以包括以下步骤:

    S110:在变压器运行过程中,根据预先获得的变压器的不良工况历史数据,确定变
    压器的不良工况修正因子。

    不良工况是指设备在运行中经受的、可能对设备状态造成不良影响的各种特别工
    况。

    在实际应用中,投入电网运行的变压器,难免会经历不同类型、不同严重等级的不
    良工况。不良工况的严重等级是根据外部应力的强度、累积次数、持续时间等因素确定的严
    重程度。

    变压器的不良工况包括过负荷、外部短路、操作过电压、过励磁及异常工作环境,
    如地震、洪涝、强风、高温、低温、覆冰等。其中,外部短路不良工况的电流幅值及短路次数直
    接影响着变压器的短路电流承受能力。

    在变压器运行过程中,可以实时记录变压器的不良工况数据。根据预先获得的变
    压器的不良工况历史数据,可以确定变压器的不良工况修正因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,步骤S110可以包括以下步骤:

    步骤一:根据预先获得的变压器的不良工况历史数据,确定变压器的外部短路发
    生次数及每次外部短路的电流峰值;

    步骤二:根据外部短路发生次数、每次外部短路的电流峰值及预先获得的初始抗
    短路承受能力电流峰值,确定变压器的不良工况修正因子。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    变压器的不良工况历史数据中记录有变压器运行过程中的不良工况数据。根据预
    先获得的变压器的不良工况历史数据,可以确定变压器的外部短路发生次数及每次外部短
    路的电流峰值。

    根据外部短路发生次数、每次外部短路的电流峰值及预先获得的初始抗短路承受
    能力电流峰值,可以确定变压器的不良工况修正因子。每个变压器投入电网运行之前,可以
    从变压器厂家预先获得每个变压器的初始抗短路承受能力电流峰值。

    变压器外部短路时绕组所承受的电动力与短路电流的平方成正比关系,外部短路
    对变压器短路电流承受能力具有累积效应,可以通过以下公式确定变压器的不良工况影响
    因子KC:



    其中,Ii为变压器第i次发生外部短路的电流峰值;Ib为变压器的初始抗短路承受
    能力电流峰值;n为变压器的外部短路发生次数。

    在本发明实施例中,如果变压器未承受过任何等级的外部短路不良工况,则KC=
    1。

    S120:根据预先获得的变压器的初始抗短路电流、预先确定的绕组变形测试结果
    修正因子和不良工况修正因子,确定变压器当前的修正抗短路电流。

    其中,绕组变形测试结果修正因子为根据预设的变形测试项目的测试结果预先确
    定的。

    在本发明实施例中,根据预设的变形测试项目的测试结果,可以预先确定绕组变
    形测试结果修正因子。每个变压器的抗短路电流可能相同或者不同,通过变压器厂家可以
    预先获得变压器的初始抗短路电流。

    根据变压器的初始抗短路电流、绕组变形测试结果修正因子和不良工况修正因
    子,可以确定变压器当前的修正抗短路电流。具体的,可以通过以下公式确定:

    IS=KT*KC*I0 公式(2)

    其中,IS为修正抗短路电流,KT为绕组变形测试结果修正因子,I0为初始抗短路电
    流。

    在本发明的一种具体实施方式中,可以通过以下步骤预先确定绕组变形测试结果
    修正因子:

    第一个步骤:根据预设的绕组变形测试项目的测试结果,分别确定短路阻抗影响
    因子、频率响应影响因子、振动特性影响因子和绕组间电容影响因子;

    第二个步骤:根据短路阻抗影响因子、频率响应影响因子、振动特性影响因子和绕
    组间电容影响因子,确定绕组变形测试结果修正因子。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    在实际应用中,长期运行后的变压器,一方面在运行温度的作用下,绝缘垫块、压
    板等有机材料会存在不同程度的收缩,另一方面在运行振动力的作用下,压订受力不均匀
    性也会逐渐变大。因此,在运变压器的短路电流承受能力与其初始短路电流承受能力相比,
    会有所下降。

    在本发明实施例中,可以预先设定多种绕组变形测试项目,如短路阻抗测试项目、
    频率响应测试项目、振动测试项目和绕组间电容量测试项目等。测试结果可用于诊断评估
    变压器绕组短路电流承受能力。

    根据预设的绕组变形测试项目的测试结果,可以分别确定短路阻抗影响因子、频
    率响应影响因子、振动特性影响因子和绕组间电容影响因子。根据这些影响因子,可以确定
    绕组变形测试结果修正因子。具体的,可以将已开展的绕组变形测试项目对应的影响因子
    的均值确定为绕组变形测试结果修正因子。如以下公式所示:



    其中,m为已开展的绕组变形测试项目数量,Ki为某一绕组变形测试项目对应的影
    响因子,0≤Ki≤1。

    在本发明实施例中,如果某一绕组变形测试项目未开展,则该绕组变形测试项目
    对应的影响因子为0。对于未开展过任何绕组变形测试项目的变压器,KT=1。

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括短路阻抗测试项目,可
    以通过以下步骤确定短路阻抗影响因子:

    步骤一:根据短路阻抗测试项目的测试结果,确定同一台变压器、同一绕组间、同
    一分接开关位置、不同时期的短路阻抗变化量;

    步骤二:根据短路阻抗变化量,确定短路阻抗影响因子。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    短路阻抗是变压器的重要特性参数,直接决定于变压器结构的几何参数。短路阻
    抗值的变化意味着变压器结构的改变。

    在本发明实施例中,可以根据短路阻抗测试项目的测试结果,确定同一台变压器、
    同一绕组间、同一分接开关位置、不同时期的短路阻抗变化量。即可以通过纵向比较法进行
    短路阻抗测试结果的判断。纵向比较法是指对同一台变压器、同一绕组间、同一分接开关位
    置、不同时期的短路阻抗测试值进行比较。根据短路阻抗测试值的变化,反映变压器的绕组
    变形的程度。具体可以通过以下公式进行确定:



    其中,DZk为短路阻抗变化量,Zk(t1)为第1次短路阻抗测试值,Zk(t2)为第2次短路阻
    抗测试值。

    根据短路阻抗变化量,可以确定短路阻抗影响因子。具体的,可以通过以下公式进
    行确定短路阻抗影响因子K1:



    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括频率响应测试项目,通
    过以下步骤确定频率响应影响因子:

    第一个步骤:根据频率响应测试项目的测试结果,确定前后两次频率响应测试结
    果的相关系数;

    第二个步骤:根据相关系数,确定频率响应影响因子。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    变压器绕组可视为一个由电阻、电感和电容等分布参数构成的无源线性双端口网
    络,绕组的电阻通常很小,可忽略,频率响应测试等值网络示意图如图2所示。其中,L为单位
    长度电感量,K为单位长度电容量,C为单位长度对地电容量,U1为等效网络的激励端电压,U2
    为等效网络的响应端电压,US为正弦波激励信号源电压,RS为信号源输出阻抗,R为匹配阻
    抗。

    根据二端口网络,变压器内部特性可通过传递函数H(f)描述,如以下公式所示:



    其中,|u2(f)|为频率为f时响应端电压的峰值,|u1(f)|为频率为f时激励端电压的
    峰值,f为频率响应测试频率,通常为10~1000kHz。

    如果变压器绕组发生了轴向、径向尺寸变化等机械变形现象,将会改变网络的L、
    K、C等分布参数,导致其传递函数H(f)的极点分布发生变化。通过比较分析前后两次频率响
    应测试结果的变化程度,可以定量判断绕组变形量。即根据频率响应测试项目的测试结果,
    可以确定前后两次频率响应测试结果的相关系数。相关系数是一种曲线之间相似程度的数
    学表达方式,相关系数越大,说明曲线的相似程度越好。

    根据相关系数,可以确定频率响应影响因子。具体的,可以通过以下公式确定频率
    响应影响因子K2:

    K2=0.9749×RMF0.7177 公式(7)

    其中,RMF为相关系数。

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括振动测试项目,通过以
    下步骤确定振动特性影响因子:

    步骤一:根据振动测试项目的测试结果,确定振动信号频率成分复杂度;

    步骤二:根据振动信号频率成分复杂度,确定振动特性影响因子。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    变压器绕组松动或变形等机械结构参数的改变,会导致变压器器身的机械结构动
    力学性能发生变化,可以通过变压器振动特性测试来表征和诊断其绕组是否存在变形情
    况。

    变压器绕组的振动主要由电流流过绕组时在绕组间、线饼间、线匝间产生的动态
    电磁力引起,其振动信号可通过绝缘油传至油箱表面。如果某一绕组发生变形、位移或崩
    塌,那么绕组间压紧力会发生改变,绕组安匝的不平衡加剧,机械力增大,漏磁场分布发生
    改变,使得绕组振动的非线性增加,振动信号的频率特征也随之变化。

    除直流偏磁等因素的影响外,正常变压器振动信号的所有谐波频率都应是100Hz
    的整数倍。

    当变压器绕组出现异常变形时,绕组振动的非线性增加,即振动信号频率的复杂
    性也随之增加。根据振动测试项目的测试结果,可以确定振动信号频率成分复杂度FCA,如
    以下公式所示,振动信号频率成分复杂度可以反映信号中频率成分的复杂性。



    其中,pf为频率f的谐波比重,可以通过以下公式获得。FCA值越小,表明油箱壁振
    动能量越集中于少数几个频率成分;反之,能量越分散。





    其中,f=100Hz、200Hz、...、2000Hz,Af为频率为f的振动谐波幅值大小,wf为频率
    为f的权重系数。

    根据大量老化和异常变压器的测试数据分析,振动信号中高频分量与变压器异常
    或故障的相关性较大。为突出振动信号高频分量对诊断结果的影响,可定义频率f的权重系
    数为:

    wf=f/fmax 公式(11)

    其中,fmax为最大频率值,可以取2000Hz。

    根据振动信号频率成分复杂度,可以确定振动特性影响因子。具体可以通过以下
    公式确定振动特性影响因子K3:

    K3=-1.89In(FCA)+2 公式(12)

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括绕组间电容量测试项
    目,通过以下步骤确定绕组间电容影响因子:

    第一个步骤:根据绕组间电容量测试项目的测试结果,确定绕组间电容量变化量;

    第二个步骤:根据绕组间电容量变化量,确定绕组间电容影响因子。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    变压器几何结构决定了变压器绕组间的电容量。温度、湿度对绕组间的电容量测
    试结果的影响较小,可忽略不计。根据绕组间电容量测试项目的测试结果,可以确定绕组间
    电容量变化量DC,具体如公式(10)所示。绕组间电容量的变化,可以反映变压器绕组的变形
    程度。



    其中,C(t1)为第1次绕组间电容量测试值;C(t2)第2次绕组间电容量测试值。

    根据绕组间电容量变化量,可以确定绕组间电容影响因子。具体可以通过以下公
    式确定绕组间电容影响因子K4:

    K4=-0.04DC+1.2 公式(14)

    S130:根据修正抗短路电流与变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否输出
    抗短路预警。

    在步骤S120,确定了变压器当前的修正抗短路电流??梢越眯拚苟搪返缌饔?br />变压器所在系统最大运行方式下的最大短路电流进行比较,根据二者的大小关系,确定是
    否输出抗短路预警。

    在确定输出抗短路预警并输出抗短路预警后,技术人员或者系统可以实行相应策
    略。

    在本发明的一种具体实施方式中,步骤S130可以包括以下步骤:

    如果修正抗短路电流小于或等于变压器的最大短路电流,则确定输出抗短路预
    警。

    如果修正抗短路电流大于变压器的最大短路电流,则表明变压器当前抗短路电流
    可以适应系统最大运行方式下的短路电流,可以维持变压器的正常运行。

    如果修正抗短路电流小于或等于变压器的最大短路电流,则当系统处于最大运行
    方式下时,变压器可能会发生短路故障,可以确定输出抗短路预警。

    在本发明的一个实施例中,该方法还可以包括以下步骤:

    步骤一:确定最大短路电流与修正抗短路电流的比值;

    步骤二:根据比值与预设的预警等级阈值的关系,确定输出的抗短路预警的预警
    等级。

    为便于描述,将上述两个步骤结合起来进行说明。

    在本发明实施例中,可以预先设定多个预警等级,并设定相应的预警等级阈值。确
    定最大短路电流与修正抗短路电流的比值,根据比值与预设的预警等级阈值的关系,可以
    确定输出的抗短路预警的预警等级。

    比如,确定最大短路电流Id与修正抗短路电流Is的比值Id/Is:

    如果1≤Id/Is<1.5,则确定输出的抗短路预警的预警等级为I级;

    如果1.5≤Id/Is<2,则确定输出的抗短路预警的预警等级为II级;

    如果2≤Id/Is<2.5,则确定输出的抗短路预警的预警等级为III级;

    如果Id/Is≥2.5,则确定输出的抗短路预警的预警等级为IV级;

    变压器的安全运行除了与初始短路电流承受能力(主要决定于结构设计、短路电
    流承受能力计算手段和制造工艺等因素)有关外,同时也与长期运行热效应作用下的绝缘
    件自然收缩、金属导线机械强度降低等因素有关,尤其与短路电流、短路持续时间和短路次
    数等运行工况直接相关。

    本发明实施例综合短路阻抗、频率响应、振动、绕组间电容等变压器绕组变形状态
    量,引入了各种诊断结果的影响因子与不良工况修正因子,建立面向对象的变压器短路电
    流承受能力评估模型,为在运变压器实际短路电流承受能力的评估提供依据,提高在运变
    压器短路电流承受能力的预控水平。

    应用本发明实施例所提供的方法,在变压器运行过程中,根据预先获得的变压器
    的不良工况历史数据,确定变压器的不良工况修正因子,根据预先获得的变压器的初始抗
    短路电流、预先确定的绕组变形测试结果修正因子和不良工况修正因子,确定变压器当前
    的修正抗短路电流,根据修正抗短路电流与变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否
    输出抗短路预警?;谠诵泄讨械谋溲蛊鞯男拚苟搪返缌?,进行及时预警,提高了抗短
    路电流的预警能力,为变压器的安全运行提供保障,进而保证电力系统的正常运行。

    相应于上面的方法实施例,本发明实施例还提供了一种基于变压器的抗短路电流
    的预警装置,下文描述的一种基于变压器的抗短路电流的预警装置与上文描述的一种基于
    变压器的抗短路电流的预警方法可相互对应参照。

    参见图3所示,该装置包括以下??椋?br />

    不良工况修正因子确定???10,用于在变压器运行过程中,根据预先获得的变压
    器的不良工况历史数据,确定变压器的不良工况修正因子;

    修正抗短路电流确定???20,用于根据预先获得的变压器的初始抗短路电流、预
    先确定的绕组变形测试结果修正因子和不良工况修正因子,确定变压器当前的修正抗短路
    电流,绕组变形测试结果修正因子为根据预设的变形测试项目的测试结果预先确定的;

    抗短路预警输出???30,用于根据修正抗短路电流与变压器的最大短路电流的
    大小关系,确定是否输出抗短路预警。

    应用本发明实施例所提供的装置,在变压器运行过程中,根据预先获得的变压器
    的不良工况历史数据,确定变压器的不良工况修正因子,根据预先获得的变压器的初始抗
    短路电流、预先确定的绕组变形测试结果修正因子和不良工况修正因子,确定变压器当前
    的修正抗短路电流,根据修正抗短路电流与变压器的最大短路电流的大小关系,确定是否
    输出抗短路预警?;谠诵泄讨械谋溲蛊鞯男拚苟搪返缌?,进行及时预警,提高了抗短
    路电流的预警能力,为变压器的安全运行提供保障,进而保证电力系统的正常运行。

    在本发明的一种具体实施方式中,不良工况修正因子确定???10,具体用于:

    根据预先获得的变压器的不良工况历史数据,确定变压器的外部短路发生次数及
    每次外部短路的电流峰值;

    根据外部短路发生次数、每次外部短路的电流峰值及预先获得的初始抗短路承受
    能力电流峰值,确定变压器的不良工况修正因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,抗短路预警输出???30,具体用于:

    如果修正抗短路电流小于或等于变压器的最大短路电流,则确定输出抗短路预
    警。

    在本发明的一种具体实施方式中,还包括预警等级确定???,用于:

    确定最大短路电流与修正抗短路电流的比值;

    根据比值与预设的预警等级阈值的关系,确定输出的抗短路预警的预警等级。

    在本发明的一种具体实施方式中,还包括绕组变形测试结果修正因子确定???,
    用于通过以下步骤预先确定绕组变形测试结果修正因子:

    根据预设的绕组变形测试项目的测试结果,分别确定短路阻抗影响因子、频率响
    应影响因子、振动特性影响因子和绕组间电容影响因子;

    根据短路阻抗影响因子、频率响应影响因子、振动特性影响因子和绕组间电容影
    响因子,确定绕组变形测试结果修正因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括短路阻抗测试项目,还
    包括短路阻抗影响因子确定???,用于通过以下步骤确定短路阻抗影响因子:

    根据短路阻抗测试项目的测试结果,确定同一台变压器、同一绕组间、同一分接开
    关位置、不同时期的短路阻抗变化量;

    根据短路阻抗变化量,确定短路阻抗影响因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括频率响应测试项目,还
    包括频率响应影响因子确定???,用于通过以下步骤确定频率响应影响因子:

    根据频率响应测试项目的测试结果,确定前后两次频率响应测试结果的相关系
    数;

    根据相关系数,确定频率响应影响因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括振动测试项目,还包括
    振动特性影响因子确定???,用于通过以下步骤确定振动特性影响因子:

    根据振动测试项目的测试结果,确定振动信号频率成分复杂度;

    根据振动信号频率成分复杂度,确定振动特性影响因子。

    在本发明的一种具体实施方式中,绕组变形测试项目包括绕组间电容量测试项
    目,还包括绕组间电容影响因子确定???,用于通过以下步骤确定绕组间电容影响因子:

    根据绕组间电容量测试项目的测试结果,确定绕组间电容量变化量;

    根据绕组间电容量变化量,确定绕组间电容影响因子。

    本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它
    实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装
    置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分
    说明即可。

    专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元
    及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和
    软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些
    功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业
    技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应
    认为超出本发明的范围。

    结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执
    行的软件???,或者二者的结合来实施。软件??榭梢灾糜谒婊娲⑵?RAM)、内存、只读存
    储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术
    领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

    本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说
    明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通
    技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些
    改进和修饰也落入本发明权利要求的?;し段?。

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