[发明专利]基于失稳理论的电力变压器低压绕组抗短路能力安全性评价方法

说明书

基于失稳理论的电力变压器低压绕组抗短路能力安全性评价方法，属于电气工程变压器技术领域。该评价方法包含以下步骤：步骤一：短路电流密度合理性评价；步骤二：导线轴向等效柔度合理性评价；步骤三：绕组轴向等效柔度合理性评价；步骤四：幅向圆形失稳柔度合理性评价；步骤五：质量控制比例因子评估；步骤六：运行故障概率影响因素评估；步骤七：抗短路能力安全性量化评价。本发明首次提出设计参数、质量控制和运行故障概率的综合评价方法，建立了变压器采购、设计、监造和运行等环节关键参数评价系统，对于变压器抗短路能力的安全性评价有较强的针对性和指导意义。

技术领域

本发明涉及电力变压器技术领域，具体为一种适用于绕组抗短路能力安全性的评价方法。

背景技术

电力变压器绕组抗短路能力决定了在一定时期内，特定短路电流下的安全可靠性。在国家标准动稳定强度要求范围内，短路引起热效应对动稳定的影响较小。若忽略此影响，短路可视为从短路时刻开始的一种“零状态响应”冲击，与短路故障前所带负荷无关，但于变压器绕组额定容量有密切的关联。

国标1094.5-2008《电力变压器承受短路能力标准》关于变压器抗短路能力提出的一种承受短路动稳定能力的理论评估，考虑了变压器基本参数、导线力学性能以及支撑关系等因素，是从变压器自身的角度分析其可靠性，而且这种分析未考虑制造控制的差异性。同时，运行中的变压器的复杂性远高于出厂校核或出厂试验条件，本例结合制造控制与现场运行的关键因素，提出基于失稳理论的电力变压器低压绕组抗短路能力安全性评价方法。

考虑变压器作为电力系统重要的电气设备，多绕组变压器低压绕组需要带的负荷往往低于变压器的总容量，在国家电网和南方电网220kV电压等级以上的联络变压器的低压绕组容量一般只有全容量的1/2或1/3。个别地方低压容量可能取到1/5全容量或更低，此种容量特点变压器很多国外的变压器更明显。为了协调容量低，故障条件载流能力弱的问题，可使用提高中低阻抗的方法，没有采取相应措施的变压器将存在重大安全隐患。

发明内容

本发明提供了基于失稳理论的电力变压器低压绕组抗短路能力安全性评价方法，针对内绕组为低压的多绕组电力变压器，通过采集技术参数、特征参量加权评估的方法，其中质量控制比例因子特征量包括导线轴向等效柔度，、绕组轴向等效柔度、幅向圆形失稳柔度，本安全性评价是对设计参数、质量控制和运行故障概率的综合评价，该评价方法包含以下步骤：

步骤一：短路电流密度合理性评价；

步骤二：导线轴向等效柔度合理性评价；

步骤三：绕组轴向等效柔度合理性评价；

步骤四：幅向圆形失稳柔度合理性评价；

步骤五：基于步骤二至步骤四特征量的质量控制比例因子进行评估，并得出评估值；

步骤六：运行故障概率影响因素评估，并得出评估值；

步骤七：将步骤一至步骤六所获得的评估值进行加权综合评价，得出最终计算分值。

其中，步骤一中短路电流密度合理性评估采用如下公式：

式中：ρSC-低压绕组的短路电流密度，A/mm2；

ISC-流经低压绕组的短路电流，A；

S-低压绕组的载流面积，mm2；

K-短路电流倍数，K＝1/Uk，无量纲量；

Uk-折算至全容量下的短路阻抗，无量纲量；

ρN-低压绕组的额定电流密度，A/mm2；

SN、SLV-变压器额定全容量和低压额定容量，kVA；

β-低压额定容量占全容量的比例，无量纲量。