[发明专利]变压器铁芯状态在线监测方法

说明书

本发明公开了一种变压器铁芯状态在线监测方法，其以变压器一侧电压的积分表示磁感应强度B的变化，将变压器各侧电流折算合成后以电流合成值的变化表示磁场强度H的变化趋势，分别以B、H为纵、横坐标轴，逐点绘制，重构出BH曲线，对BH曲线的图形特征进行量化后识别铁芯的工作状态。本发明能够及时有效的识别铁芯的工作状态，并针对偏磁等导致的单侧饱和提供量化的计算结果，从而便于自动控制系统即时识别铁芯的异常工作状态，避免铁芯长期运行在单侧饱和区域，确保变压器设备的可靠运行。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种变压器铁芯状态在线监测方法。

背景技术

作为输变电的关键设备，变压器在电力系统中被大量使用，在设计制造时选择铁芯的工作范围，避免在额定电压运行时铁芯进入饱和区，随着制造的成本控制，铁芯的工作点不断靠近饱和区。当太阳发生磁暴时，在电网中通过地磁感应准直流电流（ 0.01~0.1Hz）会引起变压器直流偏磁运行，直流输电系统在大地回流方式（包括单极大地回线方式及双极不平衡方式）运行时，也会引起交流电网中部分中性点接地变压器的直流偏磁问题。直流偏磁使变压器铁芯进入单侧饱和区域回环，由于铁芯饱和导致励磁电流急剧增大，导致漏磁通增加，振动加剧，噪声增大，连续的过大振动以及由于漏磁增加导致的局部机件的过热，影响变压器内部机械结构强度和绝缘材料的可靠性，对变压器的可靠运行产生不利影响。

由于变压器铁芯无法直接进行磁场强度的测量，目前无法获得运行中变压器铁芯的实际工作状态信息，为了避免偏磁运行，目前通过对变压器的中性点直流进行监视以及采取投切中性点直流抑制装置来限制铁芯的偏磁运行，但由于变压器结构及制造工艺不同，以及变压器负载状态的差异，无法通过直流电流的大小直接判断铁芯是否进入单侧饱和状态，虽然可以通过噪声及振动检测辅助判断，但仍然无法直观准确的获得铁芯的工作状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器铁芯状态在线监测方法，其能够及时有效的识别铁芯的工作状态，并针对偏磁等导致的单侧饱和提供量化的计算结果，从而便于自动控制系统即时识别铁芯的异常工作状态，避免铁芯长期运行在单侧饱和区域，确保变压器设备的可靠运行。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种变压器铁芯状态在线监测方法，其特征在于，所述变压器铁芯状态在线监测方法以变压器一侧电压的积分表示磁感应强度B的变化，将变压器各侧电流折算合成后以电流合成值的变化表示磁场强度H的变化趋势，分别以B、H为纵、横坐标轴，逐点绘制，重构出BH曲线，分别找出BH曲线的B、H轴方向的极大值A(H_max，B_max)、极小值C(H_min，B_min)以及新的中心点D（0，(B_max + B_min)/ 2），以新的中心点D为原点构建新的参考坐标系将BH曲线分割为四个象限，然后分别求出在新坐标系中第一象限、第三两个象限内极值点与坐标轴形成的矩形面积S1、S3，计算得出表征BH曲线特征的BH曲线不对称度k_asy，对BH曲线的图形特征进行量化后识别铁芯的工作状态。

优选地，所述不对称度k_asy计算方法如下：

S1 = | H_max * (B_max –(B_max + B_min) / 2) |;

S3 = | H_min * (B_min –(B_max + B_min) / 2) |;

k_asy=( S1 - S3 ) / ( S1 + S3 )。

优选地，所述BH曲线不对称度k_asy的正负表示当前铁芯偏磁的方向。