[发明专利]变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法及系统

权利要求书

1.变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤一：建立变压器等效电路模型，根据电路模型得到变压器的短路电阻与变压器原、副边电压、电流之间的关系模型，以及变压器短路电阻与短路损耗和空载损耗之间的关系模型；

所述短路电阻与变压器原、副边电压、电流之间的关系模型基于以下关系式：

；

式中，z₁为一次绕组的阻抗； 、为一次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流在一次侧归算值；为励磁电流；k为变比；z_k为短路阻抗；

所述变压器短路电阻与短路损耗和空载损耗之间的关系模型基于以下关系式：

短路损耗，

式中，=z_k，I_1N为一次侧额定电流；为负载系数，为变压器实际的负载电流值与其额定值的比值，可表示为；

空载损耗，

式中，为与变压器高压侧信号相等的理想电压源，用于代替变压器高压侧电压信号；

步骤二：通过在线采集变压器一次侧电压和二次侧电压、电流信号，经变换得到可用于数学运算的电压和电流信号，将电压和电流信号经过线性拟合，结合变压器的短路电阻与变压器原、副边电压、电流之间的关系，实时得到配电变压器的短路电阻的值；

步骤三：根据由步骤1）得到的短路电阻与短路损耗以及空载损耗之间的对应关系，得到短路损耗和空载损耗的具体数值，实现变压器短路损耗和空载损耗的在线测量。

2.根据权利要求1所述的变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法，其特征在于：

在步骤一中，所述短路阻抗与其原、副边电压、电流的关系式通过如下步骤获得：

1）根据变压器T型等效电路模型可获得如下关系式：

，

其中:z₁为一次绕组的阻抗；z₂₁为二次绕组阻抗在一次侧的归算值；、为一次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流值；、为二次侧电压、电流在一次侧归算值；为励磁阻抗；为励磁电流；k为变比；z₁+z₂₁为短路阻抗；

2）令z_k= z₁+z₂₁，根据步骤1）可构建如下关系式：

；

3）根据步骤2）获得的关系式和，,可得：

，

即式中的值与的值成线性关系，且变比为z_k。

3.根据权利要求2所述的变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法，其特征在于：所述步骤二具体包括以下步骤：

21）用一个与变压器高压侧信号相等的理想电压源U_s代替变压器高压侧电压信号；

22）采集变压器二次侧电压信号U₂和二次侧电流信号I₂；

23）将步骤22）中获得的二次侧信号与代替一次侧电压信号的理想恒压源Us进行数学变换，获取信号：U_s-kU₂和I₂/k，其中k为变比；

24）根据步骤23）中获得的交流信号U_s-kU₂和I₂/k，经过线性拟合可得：

；

25）结合以下两式，可得变压器短路阻抗的值为z_k=a，

，

。