[发明专利]一种变压器绕组变形量在线检测方法

摘要

本发明公开了一种变压器绕组变形量在线检测方法，在变压器不断电的前提下，分别在其一次侧安装注入电流探头，在二次侧安装检测电流探头，所述注入电流探头连接至矢量网络分析仪的信号端口1，检测电流探头连接至矢量网络分析仪的信号端口2，获取信号端口1的反射系数S₁₁，以及信号端口2至信号端口1的传输系数S₂₁，根据计算变压器的绕组阻抗Z，再计算变压器绕组的电阻、电感和电容分量。本发明在连接变压器绕组的电缆上输入、输出信号，安全方便，应用面广，可以为变压器绕组故障的快速诊断、快速响应、快速预警和远程监控，以及变压器的磁饱和特性、励磁涌流与和应涌流问题研究提供理论依据。

主权项

一种变压器绕组变形量在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：第一步： 在变压器（4）不断电的前提下，分别在其一次侧安装注入电流探头（2），在二次侧安装检测电流探头（3），所述注入电流探头（2）连接至矢量网络分析仪（1）的信号端口1，检测电流探头（3）连接至矢量网络分析仪（1）的信号端口2；第二步：设置矢量网络分析仪（1）的测量频率为10kHz至10MHz，获取信号端口1的反射系数S₁₁，以及信号端口2至信号端口1的传输系数S₂₁，根据式（1）计算变压器（4）的绕组阻抗Z，所述式（1）为：，式中，k₁和k₂分别为注入电流探头和检测电流探头的转移系数；第三步：利用第二步得到的变压器绕组阻抗Z，根据式（2）计算变压器绕组的电阻、电感和电容分量，所述式（2）为：，式中，R、L、C分别为变压器绕组的电阻、电感和电容，j为虚数单位，ω为角频率，f为频率，ω=2πf；由式（2）可得式（3）：，令f²=x₁，f^‑2=x_‑1，由式（3）可得式（4）：，式中，x^T=[x_‑1，x₁]，Z=[R，L，C]；设变压器绕组阻抗的测量频点为N个，可得N组数据（x_‑1n，x_1n，y_n），先给定一组初始值，记为Z⁽⁰⁾，即，将f(x^T，Z)在Z⁽⁰⁾处按泰勒级数展开，并略去二次及二次以上的项，可得式（5）：，式中，Z=[R，L，C]，利用最小二乘法可得式（6）：，式中，阻尼因子d≥0；令Q对R，L，C的一阶偏导数为零，可得到式（7）：，令式中k=1，2，3；可得式（8）：，式中，，i=1，2，3；j=1，2，3，可得式（9）：即变压器绕组的电阻、电感和电容分量；第四步：根据IEC 61850‑9‑1和IEC 61850‑9‑2标准，将第三步的测试结果转换为标准数据帧，通过无线或有线网络上传至监控中心。