[发明专利]利用漏感参数变化估计的变压器绕组变形在线检测方法

说明书

本发明涉及一种利用漏感参数变化估计的变压器绕组变形在线检测方法，包括以下步骤：S1：建立变压器绕组端部变短模型后，通过纵向和横向的漏磁场能量，计算绕组变短程度和漏感变化关系的方法；S2：提出一种预设绕组端部变形程度和漏感变化关系曲线，作为变压器绕组在线变形检测的整定曲线，用于在线检测绕组变形程度。依据变压器绕组和铁芯的尺寸，通过电磁场分析计算，计算出绕组变形程度和对应的漏感参数值，并利用Marquardt参数估计法，求取在线变形检测的整定曲线。S3：通过变形检测的整定曲线和在线漏感参数计算值，求取绕组端部变形程度，实现变压器绕组端部轴向变形的检测。

技术领域

本发明涉及大型电力设备的漏感参数的在线计算领域，尤其是电力变压器绕组漏感参数的变化及变压器绕组变形在线检测领域，具体涉及一种利用漏感参数变化估计的变压器绕组变形在线检测方法。

背景技术

电力变压器是电力系统中最大、最昂贵的电力设备且承担着输配变电等重要功能。变压器在运输、安装调试过程中可能由于机械的碰撞或挤压造成绕组变形，也可能正常运行时时，遭受到多次区外短路的故障电磁力的冲击，使得绕组端部或者中部发生变形。由于绕组发生机械变形并没有完全破坏绕组绝缘，没有发生内部绕组短路故障，变压器保护不会动作，使得绕组变形很难被察觉，如果绕组受到冲击进一步发生变形，可能使得绝缘被进一步破坏，发生匝间短路，严重损坏变压器。

随着能源互联网概念的提出及实施，枢纽变压器在电网中所占比重逐渐增大，变压器的稳定运行对电力系统的稳定运行有较大的影响，变压器很难被轻易停运，用于对绕组健康情况进行检测；同时变压器常规维修周期相对较长，绕组变形情况很难及时发现，所以建立一种可靠的变形特征量易获取的变压器绕组变形的在线检测方法，对于延长变压器使用寿命、减少变压器的维修成本具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用漏感参数变化估计的变压器绕组变形在线检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用漏感参数变化估计的变压器绕组变形在线检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：通过变压器设计的相关工程计算方法，理论推导出绕组端部由于变形后变短的百分比与绕组漏感参数值之间的函数关系式；

步骤2：针对绕组端部由于变形后变短的百分比与绕组漏感参数值之间的函数关系式通过数据拟合进行参数估计，得到变形检测整定曲线；

步骤3：利用变压器绕组参数稳态和暂态辨识方法得到绕组漏感参数的实时值，通过绕组漏感参数和变形检测整定曲线，进一步得出绕组端部变形百分数，即变压器绕组变形在线检测结果。

进一步地，所述的步骤1中绕组端部由于变形后变短的百分比与绕组漏感参数值之间的函数关系式，其描述公式为：

式中，q为正常运行的纵向电感且其中，μ₀为真空磁导率，h为绕组高度，ρ₁为考虑到纵向磁场在绕组端部发生弯曲时的罗果夫斯基系数，w₁为高压绕组的匝数，S₁为纵向漏磁场面积，w为绕组端部由于变形后变短的百分比，Ls为绕组漏感参数值，p为变形系数且其中，ρ₂为考虑铁磁材料影响横向磁场的罗果夫斯基系数，S₂为横向漏磁场面积，b₁和b₂分别为高压绕组和低压绕组的厚度，δ₁₂为中间空道的宽度。

进一步地，所述的步骤2包括以下分步骤：

步骤201：通过电磁场分析计算形成绕组变形百分数和漏感参数样本；