[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

说明书

技术领域

 本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法，同时还涉及一种在线测量系统。

背景技术

变压器短路损耗和开路损耗是变压器的重要参数，目前变压器损耗主要是通过离线状态下的短路试验和开路实验测量获得的，该测量方法对于新入网的变压器可较为方便的进行测量，但是对于运行中的变压器利用该测量方法是不经济的，既浪费了大量的人力物力，又影响供电的连续性。

目前，已经提出了一些用于变压器损耗在线测量的方法，包括：

1.通过测量变压器的输入与输出功率的差值，求取变压器的功率损耗，此方法能在线测量变压器损耗，但是无法测出变压器的空载和短路损耗；

2.通过电路变换，利用求和法在线测量变压器的铜耗和铁耗的值，该方法的缺点是当负载变化较小时，测量的两组参数相差也很小，此时测量系统引起的误差对测量准确性影响很大。

总体而言，这些测量方法受负载变化的影响比较大而且都需要检测变压器高压侧的电压信号，既不经济又不安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法，本发明的目的之二是提供一种变压器短路损耗和开路损耗的在线测量系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法，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，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。

进一步，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；z_m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 。

进一步，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；