[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

说明书

本发明属于电力系统故障诊断领域，为解决难以通过各相工作电压来识别匝间故障的技术问题，提供一种基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，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。本发明具有经济性，同时由于解耦了相电压，能够在系统瞬态和外部故障期间稳定地检测出低电平匝间故障。

技术领域

本发明涉及局部电力系统故障诊断领域，具体涉及一种基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法。

背景技术

随着国家的快速发展，社会经济水平的不断发展和人们物质生活的不断丰富，对电力的需求正在日益增长。电力变压器是整个电力系统的核心组成部分之一，也是电力系统行业中最关键、最昂贵的设备之一。电力变压器的作用是多方面的，不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。随着人们生活水平的不断提高，电力变压器的故障检测技术对于保障电力系统安全稳定运行至关重要。

现有的工程实际案例表明，现有变压器保护系统在检测匝间故障时面临的主要挑战在于：发生匝间故障时，各相工作电压变化不大，因此难以通过各相工作电压来识别匝间故障。需要一种更可靠准确的方法来检测这些故障。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，解决难以通过各相工作电压来识别匝间故障的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于等效磁路的三相电力变压器匝间故障检测方法，包括以下步骤：

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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，根据电力变压器的额定电流确定匝间故障阈值。

进一步的，以电力变压器的额定电流的2～6％作为匝间故障阈值。

进一步的，以电力变压器的额定电流的4％作为匝间故障阈值。

进一步的，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：