本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體為配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、電力系統(tǒng)中存在大量的配電變壓器(簡(jiǎn)稱配變)，分布廣泛、數(shù)量眾多，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，大部分配電變壓器的故障為繞組匝間短路所引發(fā)的故障，繞組匝間短故障是配變?cè)谶\(yùn)行中出現(xiàn)了絕緣劣化所引起的故障，現(xiàn)有技術(shù)中雖然能夠利用配變運(yùn)行中的一些參數(shù)(例如電流變化率、功率損耗等)識(shí)別出配變運(yùn)行中可能發(fā)生的絕緣劣化現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)故障識(shí)別，但識(shí)別的準(zhǔn)確度不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法及系統(tǒng)，利用配電變壓器繞組的電流變化率、電壓變化率、油溫、油壓、油位以及功率損耗變化率，對(duì)出現(xiàn)繞組匝間短路故障的情況進(jìn)行預(yù)警。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面提供配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，包括以下步驟：

4、獲取配電變壓器繞組的電流、電壓、油溫、油壓和油位，計(jì)算繞組運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)功率損耗變化率最大值、電壓變化率最大值和主電流變化率最大值；

5、當(dāng)油壓和油位在設(shè)定范圍內(nèi)，并且電壓變化率最大值和主電流變化率分別小于設(shè)定的閾值時(shí)，根據(jù)油溫和繞組損耗變化情況發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，具體為：

6、當(dāng)油溫小于第一油溫閾值，且繞組損耗變化率最大值小于第一損耗閾值時(shí)，發(fā)出“匝間絕緣處于良好狀態(tài)”的提示信號(hào)；

7、當(dāng)油溫在第一油溫閾值和第二油溫閾值之間，同時(shí)繞組損耗變化率最大值處于第一損耗閾值和第二損耗閾值之間，發(fā)出“間絕緣出現(xiàn)劣化”的預(yù)警信號(hào)；

8、當(dāng)油溫大于第二油溫閾值，且繞組損耗變化率最大值大于第二損耗閾值時(shí)，發(fā)出“出現(xiàn)匝間短路故障”的警示信號(hào)，并發(fā)出故障跳閘指令。

9、進(jìn)一步的，通過(guò)仿真模型計(jì)算變壓器某相繞組動(dòng)態(tài)功率損耗值及最大值變化率。

10、進(jìn)一步的，仿真計(jì)算期間，變化率最大值x＝(實(shí)際測(cè)量值x-額定值xn)/額定值xn。

11、進(jìn)一步的，仿真計(jì)算期間，通過(guò)繞組匝間絕緣電阻-繞組動(dòng)態(tài)功率損耗最大值變化率關(guān)系曲線，以及繞組損耗變化率最大值-絕緣狀態(tài)的數(shù)值關(guān)系中，查找與測(cè)得的運(yùn)行損耗最大值相對(duì)應(yīng)的匝間絕緣電阻值，以確定該變壓器發(fā)生匝間短路故障時(shí)的繞組匝間絕緣劣化等級(jí)。

12、進(jìn)一步的，當(dāng)油壓在0.2-0.5mpa之間，油位在油箱總體積50％-70％之間，電壓變化率小于4％，主電流變化率小于10％時(shí)，根據(jù)油溫和繞組損耗變化情況發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。

13、進(jìn)一步的，第一油溫閾值為85℃，第二油溫閾值為108℃。

14、進(jìn)一步的，第一損耗閾值為5％，第二損耗閾值為15％。

15、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警系統(tǒng)，包括：

16、數(shù)據(jù)采集單元，被配置為：獲取配電變壓器繞組的電流、電壓、油溫、油壓和油位，并計(jì)算繞組運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)功率損耗變化率最大值、電壓變化率最大值和主電流變化率最大值；

17、預(yù)警信號(hào)單元，被配置為：當(dāng)油壓和油位在設(shè)定范圍內(nèi)，并且電壓變化率最大值和主電流變化率分別小于設(shè)定的閾值時(shí)，根據(jù)油溫和繞組損耗變化情況發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，具體為：

18、當(dāng)油溫小于第一油溫閾值，且繞組損耗變化率最大值小于第一損耗閾值時(shí)，發(fā)出“匝間絕緣處于良好狀態(tài)”的提示信號(hào)；

19、當(dāng)油溫在第一油溫閾值和第二油溫閾值之間，同時(shí)繞組損耗變化率最大值處于第一損耗閾值和第二損耗閾值之間，發(fā)出“間絕緣出現(xiàn)劣化”的預(yù)警信號(hào)；

20、當(dāng)油溫大于第二油溫閾值，且繞組損耗變化率最大值大于第二損耗閾值時(shí)，發(fā)出“出現(xiàn)匝間短路故障”的警示信號(hào)，并發(fā)出故障跳閘指令。

21、本發(fā)明的第三個(gè)方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法中的步驟。

22、本發(fā)明的第四個(gè)方面提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法中的步驟。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案存在以下有益效果：

24、利用從配電變壓器繞組上獲取的電流、電壓、油溫、油位和油壓，并結(jié)合計(jì)算得到的電流變化率、電壓變化率以及功率損耗變化率，綜合考慮多種參數(shù)，對(duì)出現(xiàn)繞組匝間短路故障的情況進(jìn)行預(yù)警，相較于現(xiàn)有技術(shù)只考慮電流變化和功率損耗的情況，能夠更加準(zhǔn)確的對(duì)可能發(fā)生的繞組匝間短路故障進(jìn)行預(yù)警，并且能夠在無(wú)需拆解實(shí)際變壓器和無(wú)需給實(shí)際變壓器設(shè)置故障的情況下，將匝間絕緣狀態(tài)可視化處理，便于提前發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

技術(shù)特征：

1.配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，通過(guò)仿真模型計(jì)算變壓器某相繞組動(dòng)態(tài)功率損耗值及最大值變化率。

3.如權(quán)利要求2所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，仿真計(jì)算期間，變化率最大值x＝(實(shí)際測(cè)量值x-額定值xn)/額定值xn。

4.如權(quán)利要求2所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，仿真計(jì)算期間，通過(guò)繞組匝間絕緣電阻-繞組動(dòng)態(tài)功率損耗最大值變化率關(guān)系曲線，以及繞組損耗變化率最大值-絕緣狀態(tài)的數(shù)值關(guān)系中，查找與測(cè)得的運(yùn)行損耗最大值相對(duì)應(yīng)的匝間絕緣電阻值，以確定該變壓器發(fā)生匝間短路故障時(shí)的繞組匝間絕緣劣化等級(jí)。

5.如權(quán)利要求1所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，當(dāng)油壓在0.2-0.5mpa之間，油位在油箱總體積50％-70％之間，電壓變化率小于4％，主電流變化率小于10％時(shí)，根據(jù)油溫和繞組損耗變化情況發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。

6.如權(quán)利要求1所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，第一油溫閾值為85℃，第二油溫閾值為108℃。

7.如權(quán)利要求1所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法，其特征在于，第一損耗閾值為5％，第二損耗閾值為15％。

8.配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法中的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及配電變壓器繞組匝間短路故障的預(yù)警方法及系統(tǒng)，獲取配電變壓器繞組的電流、電壓、油溫、油壓和油位，計(jì)算繞組運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)功率損耗變化率最大值、電壓變化率最大值和主電流變化率最大值；當(dāng)油壓和油位在設(shè)定范圍內(nèi)，并且電壓變化率最大值和主電流變化率分別小于設(shè)定的閾值時(shí)，根據(jù)油溫和繞組損耗變化情況發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。利用從配電變壓器繞組上獲取的電流、電壓、油溫、油位和油壓，并結(jié)合計(jì)算得到的電流變化率、電壓變化率以及功率損耗變化率，綜合考慮多種參數(shù)，對(duì)出現(xiàn)繞組匝間短路故障的情況進(jìn)行預(yù)警，相較于現(xiàn)有技術(shù)只考慮電流變化和功率損耗的情況，能夠更加準(zhǔn)確的對(duì)可能發(fā)生的繞組匝間短路故障進(jìn)行預(yù)警。

技術(shù)研發(fā)人員：張冰倩,王磊,牛林,李宏博,張啟哲,商玲玲,寧琦,陳麗娜,程鳴鶴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家電網(wǎng)有限公司技術(shù)學(xué)院分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30