[发明专利]基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法

权利要求书

1.一种基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于：

根据三相电力变压器的结构特点建立正常运行状态下的等效磁路，并进行简化；

选择简化后的正常运行状态下的等效磁路中任意一相作为故障相，建立匝间故障状态下的等效磁路；

分析匝间故障状态下的等效磁路并推导得出如下结论：只有在发生匝间故障时，N_fI_f≠0，其中，N_f表示由于匝间故障在初级或次级绕组上缩短的匝数，即故障匝数；I_f表示故障匝数上的感应电流，即故障电流；

根据N_fI_f来判断是否发生匝间故障。

2.根据权利要求1所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，采用N_fI_f作为匝间故障指标FDI，当|FDI|≥Δ时，判定为发生匝间故障，Δ是匝间故障阈值，Δ≠0。

3.根据权利要求2所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，按如下公式计算故障指标FDI：

其中，I_f表示故障电流，θ_f表示故障电流的相角。

4.根据权利要求2所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，根据电力变压器的额定电流确定匝间故障阈值。

5.根据权利要求4所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，以电力变压器的额定电流的2～6％作为匝间故障阈值。

6.根据权利要求5所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，以电力变压器的额定电流的4％作为匝间故障阈值。

7.根据权利要求3所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，构建未知向量矩阵X以求解用于计算故障指标FDI的参量，所述未知向量矩阵X如下：

其中，θ_a、θ_b、θ_f、N_fI_f均为未知参量；表示a相的磁通量，a相为假设的故障相，表示b相的磁通量，b相为任意选取的非故障相，θ_a表示a相相角，θ_b表示b相相角，θ_f表示故障电流的相角，N_fI_f表示故障匝数与故障电流大小的乘积。

8.根据权利要求7所述的基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，其特征在于，根据不同时间的测量样本，采用最小误差平方法求解未知向量矩阵X：

X＝(A^TA)^-1A^TB

其中，A表示已知系数矩阵，B表示随时间变化的测量样本矩阵；

其中，R_a、R_b、R_c分别表示a、b、c三相的截面磁阻；i_pa、i_pb、i_pc分别表示a、b、c三相的初级电流；i_sa、i_sb、i_sc分别表示a、b、c三相的次级电流；a、b、c三相的初级绕组匝数均为N_p；a、b、c三相的次级绕组匝数均为N_s；ω表示角频率；

其中，j为采样次数，n为测量样本的总数，l为移动数据窗内的测量样本数量，Δt为两个连续测量样本的时间差，t_l＝-(n-l)Δt，t_j＝-(n-j)Δt，t_n＝0。