[发明专利]量测大数据下的电力变压器运行状态评估方法

权利要求书

1.一种量测大数据下的电力变压器运行状态评估方法，其特征在于以下步骤：

第一步，采用变压器温升计算公式，绘制负荷-温升曲线，计算各个可能负荷下的绕组温度得到标准状态下的基础对应数据库，作为后续温度比对的基准；在现场实际，计算变压器绕组温度时需要对温升进行修正；

变压器的冷却方式分为自然循环冷却和强迫循环冷却，两种冷却方式下绕组最热点温度计算方式如下所示：

1)自然油循环冷却

绕组最热点温度＝空气温度+顶层油对空气的温升+绕组最热点对顶层油的温升，即：

式中，θ_h为绕组最热点温度；θ₀为空气温度；τ_bN额定负荷时，底层油对空气的温升；τ_gN为额定负荷时，绕组最热点对顶层油的温升；y为计算绕组最热点温升指数，与变压器冷却方式有关，取y＝x；

2)强迫油循环冷却OF

对于强迫油循环冷却和强迫油循环导向冷却，顶层油对空气的温升等于底层油温升加上油对空气的平均温升与底层油对空气的温升之差的2倍；额定负荷时绕组最热点温度为：

θ_h＝θ₀+τ_bN+2(τ_avN-τ_bN)+τ_gN (3)

任意负荷时绕组最热点温度按下式计算，即:

式中，τ_bN额定负荷时，底层油对空气的温升；τ_avN为额定负荷时，油对空气的平均温升；

根据上述温升计算公式，建立标准的负荷-绕组温度的对应关系；若没有数据库更新，则以该对应关系作为对比基准；变压器实际运行过程中，需实时更新数据库，使负荷-绕组温度对应关系曲线贴近实际对应关系，并以此为评判标准，对变压器进行故障预警；

第二步，为拟合数据库的更新，开始启动变压器状态评估，除了第一次评估之外，每进行一次系统的评估后，都会对数据库进行一次更新，上一次变压器预判无故障，则将上次的实时负荷-实时变压器绕组温度以数据拟合的形式并入标准数据库中；若上一次变压器预判存在故障，则不对数据库进行改变；

第三步，采集变压器的实时运行数据及变压器的温控数据，通过变压器的实时运行数据确定变压器实时运行负荷值，在通过变压器实时运行负荷值，在数据库中寻找到该负荷值所对应的数据库绕组温度；

第四步，将实测变压器温控数据与数据库绕组温度进行对比，将其作差后取绝对值，并设定温度差阈值作为评判标准，进而判断温差是否在阈值之内：若温差在阈值内，则将实时对应数据以聚类的方法并入标准数据库中；若温差不在阈值内，则进行故障判断；所述的阈值标准根据不同变压器类型进行确定；

第五步，采用运行参数估计变压器结构参数，在得到不良数据预警后，依据变压器端口量测量对变压器结构参数进行估计，从而确定故障类型；

结构参数推导公式如下所示：

其中，P₁，Q₁为高压侧注入有功功率和无功功率；P₂，Q₂为中压侧输出有功功率和无功功率；k₁，k₂为高压侧和中压侧非标准变比；R₁，X₁为高压侧待求电阻与电抗；R₂，X₂为中压侧待求电阻与电抗；U₁，U₂为高压侧和中压侧端电压幅值；

采用公式(5)，根据高压侧和中压侧的有功功率、无功功率、电压幅值、非标准变比，计算求得高压侧和中压侧的实时电阻和电抗参数；

第六步，将计算求得的实时电阻、电抗参数与静态电阻、电抗参数进行比较：若参数差异较大，则说明电力变压器结构参数发生异常，则变压器故障运行；若参数相差不大，则温度测量系统发生故障。

2.根据权利要求1所述的一种量测大数据下的电力变压器运行状态评估方法，其特征在于，对于自然油循环冷却变压器，x＝0.8；对于强迫油循环冷却变压器，x＝0.9～1.0。

3.根据权利要求1或2所述的一种量测大数据下的电力变压器运行状态评估方法，其特征在于，所述的第四步中取数据库绕组温度的5％作为阈值。