[发明专利]基于虚拟参数变化监视的变压器内部故障诊断方法

摘要

本发明提供一种基于虚拟参数变化监测的变压器内部故障诊断方法，具体包括以下步骤：定时间间隔从SCADA数据库中获取当前时间断面的变压器各侧有功、无功、电流和变压器分接头位置；确定变压器的有功、无功功率流入侧，并计算在变压器上的总有功损耗和总无功损耗；结合各侧电流，利用递归最小二乘法计算出变压器各侧虚拟漏抗和电阻，并做记录；监视变压器分接头变化后虚拟漏抗和电阻变化曲线，当发现虚拟参数在一段时间内变化超过定值，且持续足够长时间，则认为变压器可能存在内部故障。本发明降低了对测量数据的要求，同时使得发电机内部故障在线诊断成为方便可行的技术，从而及时发现有内部故障的变压器，减少电网损失。

主权项

一种基于虚拟参数变化监视的变压器内部故障诊断方法，其特征在于，该方法仅计算变压器的虚拟参数，利用统计方法通过虚拟参数的异常变化发现变压器的内部故障，其包含以下步骤： 步骤1)：以秒级时间间隔从SCADA数据库中获取最新时间断面的变压器各侧三相总有功、三相总无功、各相各侧电流、变压器分接头位置； 步骤2)：以变压器三相总有功功率最大侧为有功功率流入侧P_in，其余侧为有功功率流出侧P_out，从而得到变压器上的总有功消耗P_loss；以三绕组降压变压器为例，在该变压器上消耗的有功功率为： P_loss＝P_in‑P_out1‑P_out2步骤3)：以变压器三相总无功功率绝对值最大侧为无功功率流入侧Q_in，其余侧为无功功率流出侧Q_out，从而得到变压器上的总无功消耗Q_loss；以三绕组降压变压器为例，在该变压器上消耗的无功功率为： Q_loss＝Q_in‑Q_out1‑Q_out2步骤4)：以P_loss、Q_loss构成量测向量d＝[P_loss,Q_loss]^T，以各相各侧电流当前SCADA有效值量测为基础构成状态向量u，对于三绕组降压变压器，令 其中k表示a、b、c相，u＝[u_a u_b u_c] 以变压器各相各侧虚拟电阻和虚拟漏抗构成待求解的参数向量w，对于三绕组降压变压器w_k＝[R_{in_k},R_{out1_k},R_{out2_k},X_{in_k},X_{out1_k},X_{out2_k}]^T,w＝[w_a w_b w_c]^T这些量满足以下线性方程， 其中 式中下表k表示abc相别； 步骤5)：用递归最小二乘法，在每个量测时间断面i求解出所述方程的参数相量w； 步骤6)：以变压器分接头变化或程序初始启动T₁秒后的各虚拟参数曲线作为有效的变压器虚拟参数观测曲线，以降低初始参数估计不准确造成的影响，即当有变压器分接头变化事件后，重新生成有效的变压器虚拟参数观测曲线； 步骤7)：取各虚拟参数的有效观测曲线的起始T₂秒的估计结果的平均值作为变压器各侧绕组当前基准虚拟参数； 步骤8)：虚拟阻抗异常变化判断：对于虚拟电阻参数，当有效观测曲线T₂秒后的虚拟电阻参数超过当前基准虚拟电阻百分比数达α及以上，且持续T₃秒以上时，则认为虚拟电阻发生异常变化；对于虚拟漏抗参数，当有效观测曲线T₂秒后的虚拟漏抗参数超过当前基准虚拟漏抗百分比数达β及以上，且持续T₃秒以上时，则认为虚拟漏抗发生异常变化； 步骤9)：当发现变压器某侧绕组虚拟电阻或漏抗参数发生异常变化，则认为变压器可能存在内部故障，给用户发出告警信息，提示用户对该变压器，尤其是虚拟电阻和漏抗发生变化的支路进行检修。