专利名称：基于损耗变化的变压器绕组匝间短路在线故障诊断技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种基于损耗变化趋势的电力变压器绕组匝间短路在线故障诊断技术，属于电器可靠性技术领域。
通过变压器的采样测量值计算每相各侧的功率，进一步计算出各相的损耗增量，根据三相损耗增量变化规律的不同，诊断出故障绕组所在的相。
本发明的优点可及早地诊断出电力变压器轻微的匝间短路故障；能进行故障的定相，即判断出故障发生在哪一相绕组；可在线诊断；系统结构简单，工程实施方便，无需对变压器本身做任何改动；并还具有其它多种辅助功能如实时监测变压器各侧的电流、电压、有功、无功、功率因数等。
对照附图
Yd连接的双绕组三相变压器，高精度采样测量各相各侧的电流、电压及变压器的温度(一般是变压器油温度)共13个量，即ABBCCA abbcca t(对YN，d连接的三相变压器，还要采样零线电压和电流)。
通过这些参量计算变压器原副方的总功率P1、P2，其差值为变压器的总损耗~P。
系统投入运行后，先自动拟合变压器无故障状态的损耗与电流、电压的关系曲线。变压器在无故障状态下的实际损耗根据现场变压器实际状态决定，在系统投入运行前应确认变压器没有故障，这时，测量变压器在各种可能运行状态下其各相各侧的电流、电压，并用与故障诊断时相同的计算方法计算变压器的损耗，根据这种损耗与电流、电压的关系，通过已有的自动拟合技术，拟合出该变压器无故障时在各种负载状态下的损耗变化规律曲线(折合成标准温度时的值)。即变压器的损耗与电流、电压的关系曲线。
无论什么联接方式的变压器，当发生匝间短路故障时，将会出现一个闭合的短路环流。由于大型电力变压器的每匝电势较高，而其短路阻抗又很�。妨骱艽�(但从变压器外部端子上看，其电流往往并没有明显的变化)。这一环流引起发热，虽然变压器的每匝电阻很�。捎谄浞⑷扔氲缌鞯钠椒匠烧龋碤∝I2γ，所以，这一环流引起的变压器发热并不很�。馐沟帽溲蛊鞯乃鸷脑黾�。
系统正式投入运行后，采样测量变压器各侧的电压、电流，根据采样值计算变压器各侧的功率差，即变压器的损耗，该损耗与变压器损耗的历史数据比较(根据现场条件测量绕组温度或变压器油的温度，并进行折算)。根据变压器损耗的变化趋势，若变压器损耗的变化趋势异常，则诊断变压器绕组有匝间短路故障及故障的程度。定相诊断所谓定相诊断就是对诊断已发生匝间短路的变压器进一步确定故障绕组所在的相。
对三相变压器，在不计漏磁通的情况下，变压器同一铁芯柱上的功率是基本平衡的，即同一铁芯柱上输入的总电功率应等于输出的总的电功率加上该相的各种损耗。所以，如果变压器某一相的绕组发生匝间短路，则该相的损耗将增加，而另外两相的损耗基本不变。所以，对采样测量值通过分相技术，计算每相各侧的功率，并进一步计算出各相的损耗增量，根据三相损耗增量变化规律的不同，诊断出故障绕组所在的相。
在工程应用中我们一般是无法直接测量到变压器三角形绕组的相电流，必须进行分相处理。分相处理的关键在三角形连接的绕组中由线电流求相电流。
本系统先采用对称分量法求三角形绕组的正序电流和负序电流。当变压器内部不对称时，根据测量得到的线电流 分解得到正序电流 ，负序电流 。把不对称的三相变压器看成两个对称的三相变压器，并根据对称三相变压器的相电流与线电流的关系，求得这两个变压器的相电流正负序分量 和 。
当含有YN绕组时，还要考虑三角形绕组中的环流影响。虽然三角形绕组不可能有流出或流进整个绕组的电流，即三相电流之和为零。但对YN，d连接的变压器，其三角形绕组中可以有环流 ，其大小由Y绕组中的零序电流按变压器变比关系求得，即YN，d连接的变压器中三角形侧绕组的环流为I·phl=I·a0=kI·A0]]>式中k——变压器的变比， ——变压低压侧的环流，这里设低压侧为三角形连接； ——变压器高压侧的零序电流，可直接测出或由三相线电流相加计算出。这里设星形侧为高压侧。
将三角形侧每一相的各序电流相加得到总的相电流。如I·ax=I·ax++I·ax-+I·ax()]]>最后，求同一铁芯柱上的一相绕组的功率差(损耗)，并与变压器损耗的历史数据比较，根据三相损耗增量变化规律的不同，诊断出故障绕组所在的相。
权利要求
1.基于损耗变化的变压器绕组匝间短路在线故障诊断技术，其特征是采样测量变压器各侧的电压、电流，根据采样值计算变压器各侧的功率，再计算各侧功率差异即变压器的损耗，与变压器损耗的历史数据比较，根据其损耗的变化趋势，诊断出变压器绕组有无匝间短路故障及故障的程度，变压器无故障状态下的实际损耗是根据变压器现场实际状态决定，在系统投入运行前应确认变压器没有故障，这时，测量变压器在各种运行状态下其各相各侧的电流、电压，计算变压器的损耗，根据这种损耗拟合出该变压器的正常状态下的损耗曲线，即变压器的损耗与其电流、电压的关系曲线。
2.如权利要求1所述的基于损耗变化的变压器绕组匝间短路在线故障诊断技术，其特征是根据采样值计算变压器各侧的功率，可通过采样测量值计算每相各侧的功率，进一步计算出各相的损耗增量，根据三相损耗增量变化规律的不同，诊断出故障绕组所在的相。
全文摘要
本发明是基于损耗变化趋势的电力变压器绕组匝间短路在线故障诊断技术，其技术解决方案采样测量变压器各侧的电压、电流，根据采样值计算变压器各侧的功率，再计算各侧功率差异即变压器的损耗，与变压器损耗的历史数据比较，根据变压器损耗的变化趋势，诊断变压器绕组有无匝间短路故障及故障的程度；在系统投入运行前应确认变压器没有故障，这时，测量变压器的各种运行状态下变压器的各相各侧的电流、电压，计算变压器的损耗，根据这种损耗拟合出该变压器的正常状态下的损耗曲线，优点及早发现电力变压器轻微的匝间短路故障，诊断出变压器轻微的匝间短路故障；能进行故障的定相；可在线诊断；系统结构简单、实施方便，并还具有实时监测变压器各侧的电流、电压、有功、无功、功率因数等功能。
文档编号G01R31/02GK1441257SQ03113058
公开日2003年9月10日 申请日期2003年3月27日 优先权日2003年3月27日
发明者鞠平, 马宏忠, 丁晓群, 韩敬东, 李娟 , 左英飞, 李邦云 申请人:河海大学
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