[发明专利]基于短路故障录波信息的变压器绕组变形判别方法

权利要求书

1.一种基于短路故障录波信息的变压器绕组变形判别方法，其特征在于：包括以下步骤，

(A)故障录波装置对现场模拟量的采样时段可以分为三段：故障前、故障中和故障后，提取故障前和故障后的录波信息；

(B)将变压器原副边的电压回路方程整理和化简后，利用递推最小二乘辨识方法，分别利用故障前和故障后的信息，分为两部分同时对反应变压器绕组状态的参数进行辨识，得到故障前绕组的漏电感值L_kq，和故障后的绕组的漏电感值L_kh；

(C)计算变压器绕组的漏电感偏差量δL_k；

(D)根据漏电感偏差量δL_k诊断变压器绕组存在何种程度的变形，并进行相关的维护或严重时直接退出运行。

2.根据权利要求1所述的变压器外部故障下绕组状态评估方法，其特征在于，所述的步骤(B)中的绕组参数的辨识方法如下：

原副边绕组电压方程为：

u1=r1i1+L1di1dt+n1dΦmdtu2=r2i2+L2di2dt+n2dΦmdt---(1)]]>其中：

u₁为原边绕组电压，

u₂为副边绕组电压，

i₁为原边绕组电流，

i₂为副边绕组电流，

n₁为原边绕组匝数，

n₂为副边绕组匝数，

r₁为原边绕组电阻，

r₂为副边绕组电阻，

L₁为原边绕组漏电感，

L₂为副边绕组漏电感，

Φ_m为原边绕组与副边绕组的互感磁通；

利用变压器原副边电压回路方程(1)，消去互感磁通，从而得到只包含原边绕组、副边绕组的电压和电流的等值方程：

u1-nBu2=r1i1-nBr2i2+L1di1dt-nBL2di2dt---(2)]]>

其中考虑励磁电流时，i₂＝-(i₁-i_m)，有：

u1-nBu2=r1i1+nB2r2(i1-im)+L1di1dt+nB2L2d(i1-im)dt=(r1+nB2r2)i1+(L1+nB2L2)di1dt-(nB2r2im+nB2L2dimdt)=rki1+Lkdi1dt-fm---(3)]]>

其中：

为绕组归算到一次侧的等值电阻，

为绕组归算到一次侧的漏电感，

为励磁电流补偿项，用相量的形式表达即为

其中为i_m的相量表达式；

由I·m=E·1rm+jωLm=U·1-(r1+jωL1)I·1rm+jωLm≈U·1rm+jωLm]]>得：

f·m≈nB2(r2+jωL2)U·irm+jωLm=aejθU·1---(4)]]>其中:r₂＜＜ωL₂、r_m＜＜ωL_m、a＝0.002、θ≈0；

将公式(3)作为变压器绕组状态参数辨识方程，利用递推最小二乘法可实现对r_k、L_k的在线辨识，递推最小二乘法辨识模型可表示为：

g1=rkg2=Lky(n)=u1(n)-nBu2(n)+fm(n)x1(n)=i1(n)x2(n)=i1(n+1)-i1(n-1)2ΔT---(5)]]>

其中：ΔT为采用间隔，i₁(n)、u₁(n)、u₂(n)为n时刻采样值；

连续采样n次，得到：

x1(1)g1+x2(1)g2=y(1)x1(2)g1+x2(2)g2=y(2).........x1(n)g1+x2(n)g2=y(n)---(6)]]>

由式(6)得到模型参数的最小二乘解g为：

g＝(X^TX)^-1X^TY   (7)为提高最小二乘的辨识精度，采用递推估计的最小二乘法，即利用新引入的x₁(n+1)g₁+x₂(n+1)g₂＝y(n+1)对前次辨识结果g(n)进行修正，从而递推地得到新的参数辨识值g(n+1)；

令p-1(n)=XnTXnp-1(n+1)=Xn+1TXn+1]]>

最小二乘递推法表达式为：

g(n+1)=g(n)+F(n+1)[y(n+1)-x(n+1)g(n)]F(n+1)=P(n)xT(n+1)[x(n+1)P(n)xT(n+1)+I]-1P(n+1)=[I-F(n+1)x(n+1)]P(n)---(8)]]>设ε为辨识参数允许的误差；

|g(n+1)-g(n)g(n)|<ϵ---(9)]]>不断修正辨识结果直至式(9)成立，则辨识得到绕组参数。