[发明专利]变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法

摘要

变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法，采用回复电压法测量现场变压器油纸绝缘系统的回复电压峰值、峰值时间和回复电压初始斜率；采用扩展Debye模型模拟变压器油纸绝缘系统等值电路；建立回复电压峰值、峰值时间以及初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的改进数学模型，n条松弛支路的等值模型有2n+2个模型参数待求解，从而需通过多个回复电压测试循环建立相应规模的非线性方程组进行求解；将非线性方程组的求解转化为求解目标函数最小值的优化问题，采用混合PSO的细菌觅食优化算法辨识出等值电路参数并计算回复电压曲线，与回复电压测量曲线比较发现二者主时间常数相同，能够准确判断变压器油纸绝缘状态。 1

主权项

1.一种变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)：利用RVM5461测量仪器对现场三台变压器油纸绝缘系统低压侧进行特征量测量，所测的变压器等级为110KV及以上，测得的特征量包括回复电压峰值U_rmax、峰值测量时间t_p和回复电压初始斜率dU_r/dt；

(2)：采用扩展Debye模型对变压器油纸绝缘系统进行等效，n条松弛支路的等值模型将有2n+2个模型参数待求解；

(3)：建立利用回复电压峰值、峰值时间以及初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的改进数学模型，选取6条松弛支路，共有14个未知量，从而需要通过多个回复电压测试循环建立相应规模的非线性方程组进行求解；

(4)：将非线性方程组的求解转化为求解目标函数最小值的优化问题，采用混合PSO的细菌觅食优化算法辨识等值电路参数值；

(5)：根据辨识所得参数值计算回复电压曲线，将回复电压计算曲线与回复电压测量曲线观察比较发现二者主时间常数相同，具有一致性，能用于正确判断变压器油纸绝缘状态；所述步骤(3)中，建立了利用回复电压峰值、峰值时间以及初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的改进数学模型，多个回复电压测试循环建立相应规模的非线性方程组为：

其中U_rmax为回复电压峰值、t_p为峰值测量时间、dU_r/dt为回复电压初始斜率；t_c、t_d分别为充、放电时间，取t为回复电压测试时间，n为极化支路数，U₀为直流电源电压；未知参数为极化电阻R_pi、极化电容C_pi、绝缘电阻R_g和几何电容C_g，τ_i＝R_piC_pi；i＝1，A，n；j＝1，A，2n+1；m为其中一个j的数值；

所述步骤(4)中，将非线性方程组的求解转化为求解目标函数最小值的优化问题，目标函数为：

所述步骤(4)中，采用混合PSO的细菌觅食优化算法计算出等值电路参数值，算法的主要参数设计如下：细菌规模s＝100，迁移次数Ned＝2、复制次数Nre＝4、趋化次数Nc＝50，游动次数Ns＝5、迁移概率Ped＝0.25；其中，粒子群算法采用惯性权重ω＝1的线性策略，学习因子c1＝c2＝2，粒子数为100。

2.根据权利要求1所述一种变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法，其特征在于：所述步骤(1)中，对于双绕组变压器，通过测量高压侧‑地或低压侧‑地得到变压器油纸绝缘系统的特征量；对于三绕组变压器，通过测量高压侧‑地、中压侧‑地或低压侧‑地得到变压器油纸绝缘系统的特征量。