配电变压器绕组变形预警方法.pdf

本发明公开了一种配电变压器绕组变形预警方法，它包括1、得到配电变压器的等效电路；2、求取配电变压器A相、B相和C相的等值参数；步骤3：得到配电变压器A相短路阻抗Zka，配电变压器B相短路阻抗Zkb，配电变压器C相短路阻抗Zkc；步骤4：得到配电变压器的短路电抗Xk；5、当配电变压器的短路电抗Xk发生畸变时进行报警。本发明为一种基于高低压侧电压电流的配电变压器短路电抗在线监测方法，利用上述方法能准确对配电变压器绕组变形进行预警，保证了配电变压器的安全运行，填补了配电变压器绕组变形预警领域的技术空白。

1.一种配电变压器绕组变形预警方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将配电变压器进行等效处理，得到配电变压器的等效电路；
步骤2:根据配电变压器的等效电路和如下公式1、2和3求取配电变压器A相、B相和C相
的等值参数：
${\stackrel{\·}{U}}_{1a}-{\stackrel{\·}{U}}_{12a}=Z_{1a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1a}+Z_{12a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12a}---\left(1\right)$
${\stackrel{\·}{U}}_{1b}-{\stackrel{\·}{U}}_{12b}=Z_{1b}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1b}+Z_{12b}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12b}---\left(2\right)$
${\stackrel{\·}{U}}_{1c}-{\stackrel{\·}{U}}_{12c}=Z_{1c}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1c}+Z_{12c}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12c}---\left(3\right)$
其中，为配电变压器A相高压侧电压，为配电变压器A相高压侧电流，为配电变
压器A相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器A相低压侧折算到A相高压侧的电
流，根据两次配电变压器A相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1a和Z12a，其中
Z1a＝R1a+jX1a为配电变压器A相高压侧绕组的等值阻抗，R1a和X1a分别为配电变压器A相高压
侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12a＝R12a+jX12a为配电变压器A相低压侧绕组的等值阻抗，
R12a和X12a分别为配电变压器A相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；
为配电变压器B相高压侧电压，为配电变压器B相高压侧电流，为配电变压器B
相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器B相低压侧折算到B相高压侧的电流，根据
两次配电变压器B相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1b和Z12b，其中Z1b＝R1b+
jX1b为配电变压器B相高压侧绕组的等值阻抗，R1b和X1b分别为配电变压器B相高压侧绕组的
等值电阻和等值电抗，Z12b＝R12b+jX12b为配电变压器B相低压侧绕组的等值阻抗，R12b和X12b
分别为配电变压器B相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；
为配电变压器C相高压侧电压，为配电变压器C相高压侧电流，为配电变压器C
相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器C相低压侧折算到C相高压侧的电流，根据
两次配电变压器C相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1c和Z12c，其中Z1c＝R1c+
jX1c为配电变压器C相高压侧绕组的等值阻抗，R1c和X1c分别为配电变压器C相高压侧绕组的
等值电阻和等值电抗，Z12c＝R12c+jX12c为配电变压器C相低压侧绕组的等值阻抗，R12c和X12c
分别为配电变压器C相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；
步骤3：根据公式4得到配电变压器A相短路阻抗Zka：
Zka＝Rka+jXka (4)
其中，Rka＝R1a+R12a和Xka＝X1a+X12a，Rka和Xka分别为配电变压器A相的短路电阻和短路电
抗，R1a和X1a分别为配电变压器A相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12a和X12a分别为配
电变压器A相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；
根据公式5得到配电变压器B相短路阻抗Zkb：
Zkb＝Rkb+jXkb (5)
其中，Rkb＝R1b+R12b和Xkb＝X1b+X12b，Rkb和Xkb分别为配电变压器B相的短路电阻和短路电
抗，R1b和X1b分别为配电变压器B相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12b和X12b分别为配
电变压器B相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；
根据公式6得到配电变压器C相短路阻抗Zkc：
Zkc＝Rkc+jXkc (6)
其中，Rkc＝R1c+R12c和Xkc＝X1c+X12c，Rkc和Xkc分别为配电变压器C相的短路电阻和短路电
抗，R1c和X1c分别为配电变压器C相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12c和X12c分别为配
电变压器C相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；
步骤4：根据公式7得到配电变压器的短路电抗Xk：
$X_k=\frac{X_{ka}+X_{kb}+X_{kc}}{3}---\left(7\right)$
步骤5：当配电变压器的短路电抗Xk发生畸变时进行报警。
2.根据权利要求1所述的配电变压器绕组变形预警方法，其特征在于：所述步骤1～5的
处理过程均在配电变压器预警服务器中完成。
3.根据权利要求1所述的配电变压器绕组变形预警方法，其特征在于：所述步骤5中，当
配电变压器的短路电抗Xk在2小时内的任意时刻与出厂的初始短路电抗相比变化量超过
15％时进行报警。
4.根据权利要求1所述的配电变压器绕组变形预警方法，其特征在于：步骤2中，根据任
意两次配电变压器A相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1a和Z12a；
根据任意两次配电变压器B相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1b和Z12b；
根据任意两次配电变压器C相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1c和Z12c。

配电变压器绕组变形预警方法

技术领域

本发明涉及配电技术领域，具体地指一种配电变压器绕组变形预警方法。

背景技术

目前故障预警技术在110kV及以上电压等级变压器上有较为全面的应用，但在配
电变压器领域，特别是针对配电变压器绕组变形的预警基本上处于空白状态。降低了配电
变压器绕组运行的稳定性。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种配电变压器绕组变形预警方法，该方法通过对配电
变压器的状态数据进行分析，从而来指导配电变压器预警。

为实现此目的，本发明所设计的配电变压器绕组变形预警方法，其特征在于，它包
括如下步骤：

步骤1：将配电变压器进行等效处理，得到配电变压器的等效电路；

步骤2:根据配电变压器的等效电路和如下公式1、2和3求取配电变压器A相、B相和
C相的等值参数：

${\stackrel{\·}{U}}_{1a}-{\stackrel{\·}{U}}_{12a}=Z_{1a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1a}+Z_{12a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12a}---\left(1\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{1b}-{\stackrel{\·}{U}}_{12b}=Z_{1b}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1b}+Z_{12b}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12b}---\left(2\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{1c}-{\stackrel{\·}{U}}_{12c}=Z_{1c}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1c}+Z_{12c}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12c}---\left(3\right)$

其中，为配电变压器A相高压侧电压，为配电变压器A相高压侧电流，为配
电变压器A相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器A相低压侧折算到A相高压侧的
电流，根据两次配电变压器A相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1a和Z12a，其中
Z1a＝R1a+jX1a为配电变压器A相高压侧绕组的等值阻抗，R1a和X1a分别为配电变压器A相高压
侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12a＝R12a+jX12a为配电变压器A相低压侧绕组的等值阻抗，
R12a和X12a分别为配电变压器A相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

为配电变压器B相高压侧电压，为配电变压器B相高压侧电流，为配电变
压器B相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器B相低压侧折算到B相高压侧的电
流，根据两次配电变压器B相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1b和Z12b，其中
Z1b＝R1b+jX1b为配电变压器B相高压侧绕组的等值阻抗，R1b和X1b分别为配电变压器B相高压
侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12b＝R12b+jX12b为配电变压器B相低压侧绕组的等值阻抗，
R12b和X12b分别为配电变压器B相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

为配电变压器C相高压侧电压，为配电变压器C相高压侧电流，为配电变
压器C相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器C相低压侧折算到C相高压侧的电
流，根据两次配电变压器C相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1c和Z12c，其中
Z1c＝R1c+jX1c为配电变压器C相高压侧绕组的等值阻抗，R1c和X1c分别为配电变压器C相高压
侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12c＝R12c+jX12c为配电变压器C相低压侧绕组的等值阻抗，
R12c和X12c分别为配电变压器C相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

步骤3：根据公式4得到配电变压器A相短路阻抗Zka：

Zka＝Rka+jXka (4)

其中，Rka＝R1a+R12a和Xka＝X1a+X12a，Rka和Xka分别为配电变压器A相的短路电阻和短
路电抗，R1a和X1a分别为配电变压器A相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12a和X12a分别
为配电变压器A相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

根据公式5得到配电变压器B相短路阻抗Zkb：

Zkb＝Rkb+jXkb (5)

其中，Rkb＝R1b+R12b和Xkb＝X1b+X12b，Rkb和Xkb分别为配电变压器B相的短路电阻和短
路电抗，R1b和X1b分别为配电变压器B相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12b和X12b分别
为配电变压器B相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

根据公式6得到配电变压器C相短路阻抗Zkc：

Zkc＝Rkc+jXkc (6)

其中，Rkc＝R1c+R12c和Xkc＝X1c+X12c，Rkc和Xkc分别为配电变压器C相的短路电阻和短
路电抗，R1c和X1c分别为配电变压器C相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12c和X12c分别
为配电变压器C相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

步骤4：根据公式7得到配电变压器的短路电抗Xk：

$X_k=\frac{X_{ka}+X_{kb}+X_{kc}}{3}---\left(7\right)$

步骤5：当配电变压器的短路电抗Xk发生畸变时进行报警。

本发明为一种基于高低压侧电压电流的配电变压器短路电抗在线监测方法，利用
上述方法能准确对配电变压器绕组变形进行预警，保证了配电变压器的安全运行，填补了
配电变压器绕组变形预警领域的技术空白。

附图说明

图1为本发明中配电变压器A相的等效电路图。

图1中为励磁电流、Rm为励磁电阻、Xm为励磁电抗

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

一种配电变压器绕组变形预警方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：将配电变压器进行等效处理，得到配电变压器的等效电路，如图1所示，根
据图1可以同理画出配电变压器B相和C相的等效电路图；

步骤2:根据配电变压器的等效电路和如下公式1、2和3求取配电变压器A相、B相和
C相的等值参数：

${\stackrel{\·}{U}}_{1a}-{\stackrel{\·}{U}}_{12a}=Z_{1a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1a}+Z_{12a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12a}---\left(1\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{1b}-{\stackrel{\·}{U}}_{12b}=Z_{1b}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1b}+Z_{12b}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12b}---\left(2\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{1c}-{\stackrel{\·}{U}}_{12c}=Z_{1c}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1c}+Z_{12c}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12c}---\left(3\right)$

其中，为配电变压器A相高压侧电压，为配电变压器A相高压侧电流，为配
电变压器A相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器A相低压侧折算到A相高压侧的
电流，根据任意两次配电变压器A相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1a和Z12a，
其中Z1a＝R1a+jX1a为配电变压器A相高压侧绕组的等值阻抗，R1a和X1a分别为配电变压器A相
高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12a＝R12a+jX12a为配电变压器A相低压侧绕组的等值阻
抗，R12a和X12a分别为配电变压器A相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

为配电变压器B相高压侧电压，为配电变压器B相高压侧电流，为配电变
压器B相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器B相低压侧折算到B相高压侧的电
流，根据任意两次配电变压器B相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1b和Z12b，其
中Z1b＝R1b+jX1b为配电变压器B相高压侧绕组的等值阻抗，R1b和X1b分别为配电变压器B相高
压侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12b＝R12b+jX12b为配电变压器B相低压侧绕组的等值阻
抗，R12b和X12b分别为配电变压器B相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

为配电变压器C相高压侧电压，为配电变压器C相高压侧电流，为配电变
压器C相低压侧折算到高压侧的电压，为配电变压器C相低压侧折算到C相高压侧的电
流，根据任意两次配电变压器C相高低压侧的电流电压测量值，即可求出式中的Z1c和Z12c，其
中Z1c＝R1c+jX1c为配电变压器C相高压侧绕组的等值阻抗，R1c和X1c分别为配电变压器C相高
压侧绕组的等值电阻和等值电抗，Z12c＝R12c+jX12c为配电变压器C相低压侧绕组的等值阻
抗，R12c和X12c分别为配电变压器C相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

步骤3：根据公式4得到配电变压器A相短路阻抗Zka：

Zka＝Rka+jXka (4)

其中，Rka＝R1a+R12a和Xka＝X1a+X12a，Rka和Xka分别为配电变压器A相的短路电阻和短
路电抗，R1a和X1a分别为配电变压器A相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12a和X12a分别
为配电变压器A相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

根据公式5得到配电变压器B相短路阻抗Zkb：

Zkb＝Rkb+jXkb (5)

其中，Rkb＝R1b+R12b和Xkb＝X1b+X12b，Rkb和Xkb分别为配电变压器B相的短路电阻和短
路电抗，R1b和X1b分别为配电变压器B相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12b和X12b分别
为配电变压器B相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

根据公式6得到配电变压器C相短路阻抗Zkc：

Zkc＝Rkc+jXkc (6)

其中，Rkc＝R1c+R12c和Xkc＝X1c+X12c，Rkc和Xkc分别为配电变压器C相的短路电阻和短
路电抗，R1c和X1c分别为配电变压器C相高压侧绕组的等值电阻和等值电抗，R12c和X12c分别
为配电变压器C相低压侧绕组折算到高压侧的等值电阻和等值电抗；

步骤4：根据公式7得到配电变压器的短路电抗Xk：

$X_k=\frac{X_{ka}+X_{kb}+X_{kc}}{3}---\left(7\right)$

步骤5：当配电变压器的短路电抗Xk发生畸变时进行报警。

上述技术方案的步骤1～5的处理过程均在配电变压器预警服务器中完成。简单的
硬件结构即可实现配电变压器的预警。

上述技术方案的步骤5中，当配电变压器的短路电抗Xk在2小时内的任意时刻与出
厂的初始短路电抗相比变化量超过15％时进行报警，该设计能消除偶然因素的干扰。本发
明利用配电变压器运行管理规程的要求进行故障预警提示，并通过服务器进行报警提示。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。