[发明专利]变压器容量在线测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种变压器容量在线测量方法，同时还涉及一种变压器容量在线测量系统。

背景技术

变压器额定容量表征着变压器传输电能的大小。变压器容量的选择是供电部门根据变压器位置、负荷及正常过负荷能力、事故过负荷的承受能力和变压器的经济运行的要求综合考虑的。但是目前市场上存在两种现象：1）一些用电单位更改变压器名牌容量，将大容量改为小容量以便少交基本电费；2）少数变压器生产企业在生产招标中，以小容量、高损耗的变压器冒充大容量、低损耗的变压器来达到盈利的目的。上述情况给个别企业带来一些非法利润，但对供电部门和电网却造成了严重的影响。

针对上述问题需要一种有效的变压器容量测试方法。目前变压器容量的测试方法主要有损耗比较法、阻抗电压法和三元素法，但是这些方法均是在离线状态下进行测量的。当对于联网运行的配电变压器容量存在质疑，需对其进行测试时，采用断电方法对变压器容量进行测量存在很大的弊端，不仅浪费大量的人力物力，而且不符合电网安全、可靠、经济、不间断供电的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种变压器容量在线测量方法，能在不降低测量精度的情况下，仅利用变压器低压侧电压、电流信号实现其容量的在线测量，而且不需要断电测量，从而大大增强了该方法利用的灵活性；本发明的目的之二是提供一种变压器容量在线测量系统。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

该变压器容量在线测量方法，包括下列步骤：

步骤一：建立变压器等效电路模型，根据电路模型得到变压器的短路阻抗与变压器原、副边电压、电流之间的关系模型；

所述短路阻抗与变压器原、副边电压、电流之间的关系模型基于以下关系式：

；

式中，z₁为一次绕组的阻抗；、为一次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流在一次侧归算值；为励磁电流；k为变比；z_k为短路阻抗；

步骤二：通过在线采集变压器一次侧电压和二次侧电压、电流信号，经变换得到可用于数学运算的电压和电流信号，利用理想交流恒压源信号代替待测变压器的一次侧电压信号，然后将采集到的电压、电流信号与理想恒压源信号进行运算处理，将处理后的信号进行线性拟合，结合变压器的短路阻抗与变压器原、副边电压、电流之间的关系，实时得到变压器的短路阻抗的值；

步骤三：利用短路阻抗法计算待测变压器的真实容量，实现变压器容量的在线测量。

进一步，在步骤一中，所述短路阻抗与其原、副边电压、电流的关系式通过如下步骤获得：

1）根据变压器T型等效电路模型可获得如下关系式：

，

其中: z₁为一次绕组的阻抗；z₂₁为二次绕组阻抗在一次侧的归算值；、为一次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流在一次侧归算值；z_m为励磁阻抗；为励磁电流；k为变比；z₁+z₂为短路阻抗；

2）令z_k=z₁+z₂，根据步骤1）可构建如下关系式：

；

3）根据步骤2）获得的关系式和，,可得：

，

即式中的值与的值成线性关系，且变比为z_k 。

进一步，所述步骤二具体包括以下步骤：

21）用一个与变压器高压侧信号相等的理想电压源U_s代替变压器高压侧电压信号；

22）采集变压器二次侧电压信号U₂和二次侧电流信号I₂；

23）将步骤22）中获得的二次侧信号与代替一次侧电压信号的理想恒压源U_s进行数学变换，获取信号：U_s-kU₂和I₂/k，其中k为变比；