[发明专利]一种在运电力变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法

说明书

本发明提出一种在运电力变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法，涉及电力系统领域。该方法根据待评电力变压器最后一次内绕组变形测试结果，计算内绕组变形状态量影响因子，修正电力变压器内绕组每个线饼的辐向临界失稳强度公式；分别获取对内绕组辐向临界失稳强度有影响的尺寸参数设计值及容差范围以及经验参数取值范围，得到该电力变压器内绕组每个线饼的辐向临界失稳强度概率密度函数。通过仿真模型，得到电力变压器最严重短路下短路电流峰值并计算内绕组每个线饼最大辐向短路电动力；计算该电力变压器的内绕组辐向可靠度，最终得到内绕组辐向抗短路能力等级。本发明能够直观体现在运电力变压器内绕组辐向抗短路能力，具有很高的实用性。

技术领域

本发明属于电力系统运行安全技术领域，更具体地涉及一种在运电力变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法。

背景技术

电力变压器作为电网中最昂贵最重要的设备，电力变压器的健康水平和运行状况好坏直接关系到电网运行的安全与稳定。近些年随着电网容量和电压等级的提高，变压器短路故障导致的恶性事故不断增加，这种情况已直接威胁到电网安全运行。变压器在突发短路故障时，绕组内流过很大的短路电流，从而使线圈受到很大的电动力，这可能会导致变压器绕组的永久变形、机械强度下降等。另外，考虑到变压器的内绕组是抵抗短路电动力的薄弱环节，尤其是辐向失稳已成为绕组耐受短路的重要问题，所以对电力变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法的研究显得尤为重要。

目前，国内外研究者针对变压器内绕组辐向抗短路能力做了大量的研究，关于变压器内绕组的辐向短路电动力以及辐向临界失稳强度已经有了广泛认可的计算方法，并在此基础上提出了变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法。现有的评估方法在参考大量标准规程和实例计算的基础上，给出了辐向短路电动力以及辐向失稳强度的计算方法，进而通过构造安全系数(即辐向临界失稳强度与最大幅向短路力之比)来对变压器内绕组辐向抗短路能力进行评估。然而，已有的评估方法多是针对刚出厂的变压器绕组进行检测评估的，检测通过方可投入运行，但是，变压器在经过长期运行之后，其绕组的机械强度及抗短路能力较出厂时均会有所下降，出厂时的评估结果并不能准确反映在运电力变压器内绕组的实际抗短路能力，对于长期运行后的电力变压器仍采用出厂时的各技术参数来计算内绕组辐向失稳强度会导致评估结果与实际情况不符。同时，这些评估方法大多未考虑到变压器在实际制造过程中的种种原因导致其内绕组强度服从某一分布而不是一个定值，这会使得评估结果略高于实际变压器内绕组辐向抗短路能力。最后，现有的评估方法大多基于安全系数来评估变压器内绕组辐向抗短路能力，难以直观地看出变压器在承受突发短路时内绕组发生辐向失稳故障的概率。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种在运电力变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法。本发明充分考虑到电力变压器出厂时其内绕组机械强度不一，并且能够直观地体现其内绕组辐向失稳概率，具有很高的实用性。

本发明提出的一种在运电力变压器内绕组辐向抗短路能力的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选择任一在运电力变压器作为待评电力变压器，根据该电力变压器在评估前最后一次进行的内绕组变形测试的测试结果，计算内绕组变形状态量影响因子K_τ，并根据影响因子K_τ修正电力变压器的内绕组每个线饼的辐向临界失稳强度公式；所述内绕组变形测试包括：频率响应测试、绕组间电容量测试和短路阻抗测试；

2)根据待评电力变压器的设计文件获得对电力变压器的内绕组辐向临界失稳强度有影响的尺寸参数的设计值及其容差范围，根据日本变压器专业委员会编撰的《变压器线圈短路时的机械强度》，获得对电力变压器的内绕组辐向临界失稳强度有影响的经验参数的取值范围，基于蒙特卡洛模拟理论得到该电力变压器的内绕组每个线饼的辐向临界失稳强度概率密度函数