一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的方法，基于仿真軟件，包括：根據(jù)實(shí)際變壓器尺寸建立仿真變壓器；設(shè)置仿真變壓器的參數(shù)，設(shè)置仿真變壓器繞組處于預(yù)定繞組狀態(tài)；獲取預(yù)定數(shù)量的該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值；統(tǒng)計(jì)所有該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值，得出仿真變壓器繞組處于該種狀態(tài)時(shí)仿真變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍，該數(shù)值范圍作為實(shí)際變壓器繞組處于該種狀態(tài)時(shí)實(shí)際變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍。同時(shí)，本發(fā)明施例還提供一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的系統(tǒng)。
【專利說明】一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)軟件仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗 參數(shù)關(guān)系的方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 變壓器作為電力系統(tǒng)輸配電的組成部分，其安全性與穩(wěn)定性對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具 有重要的意義。在電壓等級(jí)不斷提升的今天，因變壓器事故而造成的電力系統(tǒng)癱瘓?jiān)桨l(fā)頻 繁，這不僅不利于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，且嚴(yán)重地影響了居民的正常生活，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，由變壓 器繞組變形引起的事故比例最高，可達(dá)事故總量的71. 1%。
[0003] 目前電力系統(tǒng)中使用較多的變壓器繞組故障檢測(cè)方法主要為短路阻抗法，但該法 只能對(duì)故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行檢測(cè)，卻不能有效地對(duì)繞組的故障類型進(jìn)行判定，這就對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 人員了解繞組內(nèi)部變形情況產(chǎn)生了較為負(fù)面的影響，且不利于下一步檢測(cè)工作的開展。因 此，為了判斷出變壓器繞組的狀態(tài)一正常狀態(tài)或是發(fā)生了某種繞組變形的故障狀態(tài)，我 們需要對(duì)大量的繞組正常的或是繞組發(fā)生了某種形變的變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值做測(cè)量，通 過大量的數(shù)據(jù)，得出變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)之間的關(guān)系，即得知當(dāng)變壓器繞組正常時(shí)， 該變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值的范圍區(qū)間，當(dāng)變壓器繞組發(fā)生了某種繞組形變時(shí)，該變壓器漏 抗參數(shù)的數(shù)值的范圍區(qū)間，從而，反過來，通過測(cè)得變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值，判定其所處的 范圍區(qū)間，從而判定所測(cè)變壓器的繞組是處于何種狀態(tài)。
[0004] 然而，由于為了得出變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)之間的關(guān)系需要大量的變壓器， 其中包含大量已經(jīng)發(fā)生繞組形變的變壓器，若利用實(shí)際變壓器來對(duì)繞組狀態(tài)與變壓器漏抗 參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行研究，將會(huì)損失大量的實(shí)際變壓器，造成極大的浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的方法與 系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中使用實(shí)際變壓器來獲取變壓器繞組狀態(tài)與變壓器漏抗參數(shù)的關(guān)系 而造成極大浪費(fèi)的問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的方法，基于仿真軟件，包括：
[0008] 根據(jù)實(shí)際變壓器尺寸建立仿真變壓器；
[0009] 設(shè)置仿真變壓器的參數(shù)，設(shè)置仿真變壓器繞組處于預(yù)定繞組狀態(tài)；
[0010] 獲取預(yù)定數(shù)量的該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值；
[0011] 統(tǒng)計(jì)所有該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值，得出仿真變壓器繞組處于 該種狀態(tài)時(shí)仿真變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍，該數(shù)值范圍作為實(shí)際變壓器繞組處于該種狀 態(tài)時(shí)實(shí)際變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍。
[0012] 其中，所述根據(jù)實(shí)際變壓器尺寸按預(yù)定比例建立仿真變壓器包括：
[0013] 建立仿真變壓器鐵芯，包括設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)；
[0014] 建立仿真變壓器高壓繞組，包括設(shè)置仿真變壓器高壓繞組各個(gè)高壓單匝線圈的第 一類中心點(diǎn)坐標(biāo)和各個(gè)高壓單匝線圈的通徑與橫截面形狀；
[0015] 建立仿真變壓器低壓繞組，包括設(shè)置仿真變壓器低壓繞組各個(gè)低壓單匝線圈的第 二類中心點(diǎn)坐標(biāo)和各個(gè)低壓單匝線圈的通徑與橫截面形狀；
[0016] 建立仿真變壓器油箱和仿真變壓器油。
[0017] 其中，所述設(shè)置仿真變壓器參數(shù)包括：
[0018] 設(shè)置仿真變壓器鐵芯的磁化曲線；
[0019] 設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的大小和方向；
[0020] 設(shè)置仿真變壓器低壓繞組上第二電流密度的大小和方向，其中，第二電流密度的 方向與第一電流密度的方向?yàn)橄喾捶较颍?br> [0021] 設(shè)置仿真變壓器油箱的臨界條件，包括設(shè)置仿真變壓器油箱六個(gè)面的Z方向磁矢 量為零；
[0022] 設(shè)置仿真變壓器油的參數(shù)。
[0023] 其中，所述設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的大小和方向包括：
[0024] 根據(jù)實(shí)際變壓器的銘牌上標(biāo)出的高壓繞組的電流大小來設(shè)置仿真變壓器高壓繞 組上第一電流密度的大??；
[0025] 設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；
[0026] 其中，所述設(shè)置仿真變壓器低壓繞組上第二電流密度的大小和方向包括：
[0027] 根據(jù)設(shè)置的第一電流密度的大小，和實(shí)際變壓器的銘牌上記載的變壓器高壓繞組 數(shù)目與變壓器低壓繞組的數(shù)目的比例，來設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第二電流密度的大 ??；
[0028] 設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第二電流密度的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。
[0029] 其中，所述設(shè)置仿真變壓器繞組處于某種繞組狀態(tài)包括：
[0030] 設(shè)置所有第一類中心點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo)相同，
[0031] 設(shè)置所有第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo)相同，
[0032] 設(shè)置所有第一類中心點(diǎn)坐標(biāo)、所有第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)和仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐 標(biāo)的橫坐標(biāo)數(shù)值為相同，
[0033] 設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心坐標(biāo)的數(shù)值保持不變，
[0034] 設(shè)置所有高壓單匝線圈的通徑和橫截面形狀相同，且設(shè)置所有低壓單匝線圈的通 徑和橫截面形狀相同，使仿真變壓器繞組處于正常狀態(tài)；
[0035] 在仿真變壓器繞組處于正常狀態(tài)的基礎(chǔ)上，
[0036] 改變?nèi)炕虿糠值谝活愔行狞c(diǎn)坐標(biāo)和/或第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo)數(shù)值，使仿 真變壓器繞組處于縱向移動(dòng)故障狀態(tài)；
[0037] 改變仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)或改變?nèi)炕虿糠值谝活愔行狞c(diǎn)坐標(biāo) 和/或第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)數(shù)值，使仿真變壓器繞組處于軸向移動(dòng)故障狀態(tài)；
[0038] 設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)和/或縱坐標(biāo)的數(shù)值持續(xù)變化，使仿真 變壓器繞組處于繞組鐵芯松動(dòng)故障狀態(tài)；
[0039] 增大全部或部分高壓單匝線圈和/或低壓單匝線圈的通徑，使仿真變壓器繞組處 于繞組鼓包故障狀態(tài)；
[0040] 使全部或部分高壓單匝線圈和/或低壓單匝線圈的橫截面形狀發(fā)生彎曲，使仿真 變壓器繞組處于繞組翹曲故障狀態(tài)。
[0041] 其中，所述獲取預(yù)定數(shù)量的該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值包括：
[0042] 獲取仿真變壓器的磁能參數(shù)數(shù)值W ;
[0043] 通過磁能參數(shù)數(shù)值W計(jì)算得仿真變壓器漏感參數(shù)數(shù)值L;
[0044] 通過漏感參數(shù)數(shù)值L計(jì)算得到仿真變壓器漏抗參數(shù)數(shù)值\ ;其中，
[0045] 通過磁能參數(shù)數(shù)值W計(jì)算得變壓器漏感參數(shù)數(shù)值L的計(jì)算公式為：
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的方法，其特征在于，基于仿真軟件，包 括： 根據(jù)實(shí)際變壓器尺寸建立仿真變壓器； 設(shè)置仿真變壓器的參數(shù)，設(shè)置仿真變壓器繞組處于預(yù)定繞組狀態(tài)； 獲取預(yù)定數(shù)量的該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值； 統(tǒng)計(jì)所有該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值，得出仿真變壓器繞組處于該種 狀態(tài)時(shí)仿真變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍，該數(shù)值范圍作為實(shí)際變壓器繞組處于該種狀態(tài)時(shí) 實(shí)際變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際變壓器尺寸按預(yù)定比例建 立仿真變壓器包括： 建立仿真變壓器鐵芯，包括設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)； 建立仿真變壓器高壓繞組，包括設(shè)置仿真變壓器高壓繞組各個(gè)高壓單匝線圈的第一類 中心點(diǎn)坐標(biāo)和各個(gè)高壓單匝線圈的通徑與橫截面形狀； 建立仿真變壓器低壓繞組，包括設(shè)置仿真變壓器低壓繞組各個(gè)低壓單匝線圈的第二類 中心點(diǎn)坐標(biāo)和各個(gè)低壓單匝線圈的通徑與橫截面形狀； 建立仿真變壓器油箱和仿真變壓器油。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置仿真變壓器參數(shù)包括： 設(shè)置仿真變壓器鐵芯的磁化曲線； 設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的大小和方向； 設(shè)置仿真變壓器低壓繞組上第二電流密度的大小和方向，其中，第二電流密度的方向 與第一電流密度的方向?yàn)橄喾捶较颍? 設(shè)置仿真變壓器油箱的臨界條件，包括設(shè)置仿真變壓器油箱六個(gè)面的Z方向磁矢量為 零； 設(shè)置仿真變壓器油的參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 所述設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的大小和方向包括：根據(jù)實(shí)際變壓器的 銘牌上標(biāo)出的高壓繞組的電流大小來設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的大小；設(shè) 置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向； 所述設(shè)置仿真變壓器低壓繞組上第二電流密度的大小和方向包括：根據(jù)設(shè)置的第一電 流密度的大小，和實(shí)際變壓器的銘牌上記載的變壓器高壓繞組數(shù)目與變壓器低壓繞組的數(shù) 目的比例，來設(shè)置仿真變壓器高壓繞組上第二電流密度的大??；設(shè)置仿真變壓器高壓繞組 上第二電流密度的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置仿真變壓器繞組處于某種繞組 狀態(tài)包括： 設(shè)置所有第一類中心點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo)相同，設(shè)置所有第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo)相 同，設(shè)置所有第一類中心點(diǎn)坐標(biāo)、所有第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)和仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)的 橫坐標(biāo)數(shù)值為相同，設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心坐標(biāo)的數(shù)值保持不變，設(shè)置所有高壓單匝線 圈的通徑和橫截面形狀相同，且設(shè)置所有低壓單匝線圈的通徑和橫截面形狀相同，使仿真 變壓器繞組處于正常狀態(tài)； 在仿真變壓器繞組處于正常狀態(tài)的基礎(chǔ)上， 改變?nèi)炕虿糠值谝活愔行狞c(diǎn)坐標(biāo)和/或第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo)數(shù)值，使仿真變 壓器繞組處于縱向移動(dòng)故障狀態(tài)； 改變仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)或改變?nèi)炕虿糠值谝活愔行狞c(diǎn)坐標(biāo)和/ 或第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)數(shù)值，使仿真變壓器繞組處于軸向移動(dòng)故障狀態(tài)； 設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)和/或縱坐標(biāo)的數(shù)值持續(xù)變化，使仿真變壓 器繞組處于繞組鐵芯松動(dòng)故障狀態(tài)； 增大全部或部分高壓單匝線圈和/或低壓單匝線圈的通徑，使仿真變壓器繞組處于繞 組鼓包故障狀態(tài)； 使全部或部分高壓單匝線圈和/或低壓單匝線圈的橫截面形狀發(fā)生彎曲，使仿真變壓 器繞組處于繞組翹曲故障狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取預(yù)定數(shù)量的該種繞組狀態(tài)下仿 真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值包括： 獲取仿真變壓器的磁能參數(shù)數(shù)值W ; 通過磁能參數(shù)數(shù)值W計(jì)算得仿真變壓器漏感參數(shù)數(shù)值L ; 通過漏感參數(shù)數(shù)值L計(jì)算得到仿真變壓器漏抗參數(shù)數(shù)值\ ;其中， 通過磁能參數(shù)數(shù)值W計(jì)算得變壓器漏感參數(shù)數(shù)值L的計(jì)算公式為：
其中，Ig為第一電流密度的大??； 通過漏感參數(shù)數(shù)值L計(jì)算得到仿真變壓器漏抗參數(shù)數(shù)值\的計(jì)算公式為： Xl = 2X 31 XfXL, 其中，n取值為3. 14, f取值為50Hz。
7. -種獲取變壓器繞組狀態(tài)與漏抗參數(shù)關(guān)系的系統(tǒng)，其特征在于，包括：模型建立模 塊、設(shè)置模塊、數(shù)值計(jì)算模塊和統(tǒng)計(jì)模塊；其中， 所述模型建立模塊，用于根據(jù)實(shí)際變壓器尺寸建立仿真變壓器； 所述設(shè)置模塊，用于設(shè)置仿真變壓器參數(shù)，設(shè)置仿真變壓器繞組處于預(yù)定狀態(tài)； 所述數(shù)值計(jì)算模塊，用于獲取預(yù)定數(shù)量的該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù) 值； 所述統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)所有該種繞組狀態(tài)下仿真變壓器的漏抗參數(shù)數(shù)值，得出仿真 變壓器繞組處于該種狀態(tài)時(shí)仿真變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍，該數(shù)值范圍作為實(shí)際變壓器 繞組處于該種狀態(tài)時(shí)實(shí)際變壓器漏抗參數(shù)的數(shù)值范圍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模型建立模塊包括：鐵芯建立單元、 高壓繞組建立單元、低壓繞組建立單元、油箱建立單元和油建立單元；其中， 所述鐵芯建立單元，用于建立仿真變壓器鐵芯，包括設(shè)置仿真變壓器鐵芯中心點(diǎn)坐 標(biāo)； 所述高壓繞組建立單元，用于建立仿真變壓器高壓繞組，包括設(shè)置仿真變壓器高壓繞 組各個(gè)高壓單匝線圈的第一類中心點(diǎn)坐標(biāo)和各個(gè)高壓單匝線圈的通徑與橫截面形狀； 所述低壓繞組建立單元，用于建立仿真變壓器低壓繞組，包括設(shè)置仿真變壓器低壓繞 組各個(gè)低壓單匝線圈的第二類中心點(diǎn)坐標(biāo)和各個(gè)低壓單匝線圈的通徑與橫截面形狀； 所述油箱建立單元，用于建立仿真變壓器油箱； 所述油建立單元，用于建立仿真變壓器油。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)置模塊包括：鐵芯參數(shù)設(shè)置模塊、 高壓繞組參數(shù)設(shè)置單元、低壓繞組參數(shù)設(shè)置單元、油箱參數(shù)設(shè)置單元和油參數(shù)設(shè)置單元；其 中， 所述鐵芯設(shè)置單元，用于設(shè)置仿真變壓器鐵芯的磁化曲線； 所述高壓繞組設(shè)置單元，用于置仿真變壓器高壓繞組上第一電流密度的大小和方向； 所述低壓繞組設(shè)置單元，用于設(shè)置仿真變壓器低壓繞組上第二電流密度的大小和方 向，其中，第二電流密度的方向與第一電流密度的方向?yàn)橄喾捶较颍? 所述油箱設(shè)置單元，用于設(shè)置仿真變壓器油箱的臨界條件，包括設(shè)置仿真變壓器油箱 六個(gè)面的Z方向磁矢量為零； 所述油設(shè)置單元，用于設(shè)置仿真變壓器油的參數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)值計(jì)算模塊包括：磁能參數(shù)數(shù)值 獲取單元、漏感參數(shù)數(shù)值計(jì)算單元和漏抗參數(shù)數(shù)值計(jì)算單元；其中， 所述磁能參數(shù)數(shù)值獲取單元，用于獲取變壓器的磁能參數(shù)數(shù)值W ; 所述漏感參數(shù)數(shù)值計(jì)算單元，用于通過磁能參數(shù)數(shù)值W計(jì)算得變壓器漏感參數(shù)數(shù)值L，
所述漏抗參數(shù)數(shù)值計(jì)算單元，用于通過漏感參數(shù)數(shù)值L計(jì)算得到變壓器漏抗參數(shù)數(shù)值 計(jì)算公式為A = 2X JI XfXL，其中，取值為3. 14, f取值為50Hz。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104361173SQ201410654094
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】邱煒, 孫翔, 何文林, 劉浩軍, 姚暉, 董雪松, 董建洋, 梅冰笑, 王文浩, 李晨, 汪衛(wèi)國 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院