CN110633485B - 用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的方法和装置 - Google Patents

用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的方法和装置。变换器具有两个或更多绕组，其中第一绕组是三角形连接的绕组。该方法包括获得用与和绕组连接的线路关联的测量设备测量的线路电流。该方法进一步包括：根据对应线路的线路电流计算至少第二绕组的零序电流。该方法进一步包括：基于至少第二绕组的零序电流、绕组之间的相移以及与绕组关联的匝数比来计算第一绕组的零序电流。根据第一绕组的零序电流和对应线路的线路电流计算绕组电流。呈现对于与变换器关联的一个或多个操作的绕组电流值。

Description

用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的方法和装置
技术领域
本发明涉及电力变换器。更确切地说，本发明涉及计算在变换器的三角形侧的绕组电流。
背景技术
对于变换器监测、保护和控制需要绕组电流。例如，为了估计变换器承受贯穿故障的能力的降级，需要绕组电流和线路电流。在三角形连接的绕组的情况下，绕组电流不容易测量。这是因为在三角形侧的循环电流（零序电流）。
存在涉及在三角形侧发现绕组电流的一些现有技术方法。在一种现有技术方法中，在三角形连接的绕组中提供电流变换器（CT），并且绕组中的CT测量指示绕组电流。该方法不需要对绕组电流的任何计算。然而，变换器被设计成利用已经在绕组内提供的CT以具有测量。存在用于根据电压和电流测量计算循环电流的另一种现有技术方法。该方法利用变换器的电压方程来确定绕组参数（例如电阻、电感等）。该方法需要附加测量（即，用电压变换器（PT）），这可能并不总是可用的。
期望根据线路电流计算绕组电流。这是因为通常在三角洲侧可用的测量是线路电流。根据测量的线路电流无法正确计算绕组电流。这是因为线路电流将不会具有与三角形连接的绕组中的循环电流对应的测量。
考虑其中存在接地故障的情况。这里，在另一侧的绕组的中性相（即，三角形连接以外的绕组）可以接地。在这种情况下，在三角形侧的零序电流不会在线路电流的测量中复制。因而，任何计算和应用（例如，三角形绕组的能量估计）都可能给出乐观的结果，因为不考虑零序电流。
因而，存在对于计算三角形连接的绕组的绕组电流的改进的需要。
发明内容
本发明的一方面涉及用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的方法。变换器能有两个或更多绕组。在实施例中，变换器具有两个绕组。在另一个实施例中，变换器具有三个绕组。
两个或更多绕组与两个或更多线路连接。按照不同的实施例，变换器具有至少一个绕组（例如，第一绕组），其是三角形连接的绕组（即，以三角形配置连接的绕组）。在其中变换器具有两个绕组的实施例中，变换器的第二绕组可以是星形连接或Y形连接的绕组（即，具有星形或Y形配置）。注意，星形连接的绕组可以被称为Y形连接的绕组。在其中变换器具有三个绕组的实施例中，其它两个绕组中的每一个可以是星形连接或Y形连接的绕组。
该方法包括：获得用与两个或更多线路（传送线路）关联的测量设备测量的线路电流。例如，可以存在与每条线路关联的电流变换器（CT）。CT能测量对应线路的线路电流（例如，CT能用于每相中的每相测量线路电流）。从而，对于每个绕组，由对应的测量设备测量的朝向绕组的线路电流是可用的。
该方法进一步包括：计算变换器的两个或更多绕组中的至少第二绕组的零序电流。根据在与至少第二绕组连接的对应线路处测量的线路电流，计算至少第二绕组的零序电流。这里，假定第二绕组（或第二绕组和第三绕组）可以接地（例如在具有中性接地的星形/Y形连接的绕组的情况下）。
在其中变换器具有两个绕组的实施例中，基于针对与第二绕组连接的线路测量的线路电流，计算第二绕组的零序电流。在其中变换器具有三个绕组的实施例中，基于分别针对与第二绕组和第三绕组连接的线路测量的线路电流，计算第二绕组和第三绕组的零序电流。
此外，该方法包括计算第一绕组（即，三角形连接的绕组）的零序电流。基于针对至少第二绕组（即，第二绕组、或第二绕组和第三绕组）计算的零序电流、两个或更多绕组之间的相移以及与变换器的两个或更多绕组关联的匝数比来计算第一绕组的零序电流。
在其中变换器具有两个绕组（即第一绕组和第二绕组）的实施例中，根据以下项计算第一绕组的零序电流：
●针对第二绕组计算的零序电流，
●第一绕组和第二绕组之间的相移，以及
●第一绕组和第二绕组之间的匝数比。
在其中变换器具有三个绕组（即第一绕组、第二绕组和第三绕组）的实施例中，根据以下项计算第一绕组的零序电流：
●针对第二绕组和第三绕组计算的零序电流，
●第一绕组和第二绕组之间的相移，
●第一绕组和第三绕组之间的相移，
●第一绕组和第二绕组之间的匝数比，以及
●第一绕组和第三绕组之间的匝数比。
在上文中，两个绕组之间的匝数比能是两个绕组（即，第一绕组和第二绕组或第一绕组和第三绕组）之间的电压比。
该方法进一步包括计算第一绕组（即，三角形连接的绕组）的绕组电流。根据针对第一绕组计算的零序电流以及在与第一绕组连接的对应线路测量的线路电流，计算三角形连接的绕组的绕组电流。
此外，该方法包括：呈现对于与所述变换器关联的监测、保护和控制操作中的一个或多个的所述绕组电流值。例如，绕组电流值可用于变换器监测操作，或用于变换器保护操作（或二者）。呈现能包括：生成用于在接口上显示绕组电流值的信号，或者生成用于操作与变换器关联的设备的信号等。
在一个实施例中，监测、保护和控制操作包括：在接口上显示绕组电流值。接口可以是与变换器关联的装置的接口。在另一个实施例中，监测、保护和控制操作包括：基于绕组电流值生成跳闸信号。在又一个实施例中，监测、保护和控制操作包括：基于绕组电流值计算与第一绕组关联的健康指数。健康指数能与绕组的降级、绕组的剩余寿命、绕组中的找到的温度热点等有关。
该方法能用与变换器关联的装置执行。例如，该装置能是用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的智能电子装置（IED）。
该装置具有输入接口、电流计算器和输出接口。输入接口获得用与两个或更多线路关联的测量设备测量的线路电流。电流计算器计算至少第二绕组的零序电流、第一绕组的零序电流和第一绕组的绕组电流。输出接口呈现对于与变换器关联的监测、保护和控制操作中的一个或多个的绕组电流值。
在实施例中，输出接口包括显示器。按照该实施例，呈现包括生成将绕组电流值显示在装置的显示器上的信号。
在实施例中，该装置与开关装置连接。这里，开关装置能是断路器。按照该实施例，该装置执行保护功能。这里，呈现包括生成用于操作与变换器关联的开关装置的跳闸信号。
附图说明
在下文中将参考在附图中图示的示例性实施例更详细地说明本发明的主题，附图中：
图1示出了按照本发明实施例的连接在电力***中的电力变换器的单个线路图；
图2示出了按照本发明另一实施例的连接在电力***中的电力变换器的单个线路图；
图3示出了按照本发明实施例的用于获得线路电流的智能电子装置的连接；
图4是按照本发明实施例的用于计算绕组电流的装置的框图；
图5示出了按照本发明实施例的变换器的三角形绕组；
图6是按照本发明实施例的用于计算绕组电流的方法的流程图；以及
图7示出了按照本发明实施例的变换器的两个绕组。
具体实施方式
本发明的各种实施例涉及计算电力变换器的绕组电流。电力变换器能有两个或更多绕组。按照各种实施例，变换器的至少一个绕组是三角形连接的绕组（即，以三角形配置连接的绕组）。例如，变换器有两个带三角形配置的绕组、或一个带三角形配置的绕组和一个带星形或Y形配置的绕组、或一个带三角形配置的绕组和两个带星形或Y形配置的绕组等。
图1示出了按照本发明实施例的连接在电力***中的电力变换器的单个线路图。如图1中所示，电力变换器（100）具有两个绕组。这里，第一绕组（102）是三角形连接的绕组。按照不同的实施例，变换器具有至少第二绕组。在图1的实施例中，变换器具有一个第二绕组（104），它是星形连接的绕组。在图1的实施例中，三角形连接的绕组可以是变换器的初级绕组。备选地，星形连接的绕组可以是初级绕组。这里，假定第二绕组（或第二绕组和第三绕组）可以接地（例如在具有中性接地的星形/Y形连接的绕组的情况下）。
两个或更多绕组能与两个或更多线路连接。在图1中图示的实施例中，电力变换器将源（106）与端子（或总线108）连接。这里，第一绕组与第一线路（110a）连接，并且第二绕组与第二线路（110b）连接。每个线路能是AC线路。例如，线路能是三相AC线路。
图2示出了其中电力变换器具有三个绕组——第一绕组（202）、第二绕组（204）和第三绕组（206）的实施例。按照该实施例，第一绕组是三角形连接的绕组，而第二绕组和第三绕组是星形连接的绕组。还如所示，三个绕组与三个线路连接。这里，第一绕组与第一线路（208a）连接，第二绕组与第二线路（208b）连接，并且第三绕组与第三线路（208c）连接。
绕组电流的计算能用与变换器关联的装置执行。例如，该装置能是智能电子装置（IED）。图3中图示了示例，其中IED（302）与电力变换器关联。IED从连接到线路的一个或多个测量设备接收一个或多个信号。例如，测量设备能包括电流变换器、基于传感器的测量设备（例如Rogowski线圈、非常规的仪表变换器等）和/或类似物，其提供对应于如从线路所感测到的电流的信号。例如，电流变换器向IED提供单相/多相电流信号。
在实施例中，IED从测量设备接收（一个或多个）信号，并从中获得测量。在另一个实施例中，测量设备通过总线（例如，过程总线）发布测量，并且IED（例如，订阅成从这种总线接收数据）接收测量。
在图3的实施例中，电流变换器与线路连接。如所示，一个CT（304）连接在连接第一绕组（310）的线路（308a）上，而另一个CT（306）连接在与第二绕组（312）连接的线路（308b）上。在此实施例中，第一绕组是三角形连接的绕组，而第二绕组是星形连接的绕组。应该注意的是，CT被连接成具有每相的测量。如图3中所示，IED从与每个线路连接的CT接收信号。
从而，IED在每条线路（与变换器的对应绕组连接）都测量线路电流。测量的线路电流被用于计算绕组电流。按照各种实施例，该装置（例如诸如IED 302）执行用于计算绕组电路的一个或多个功能。因而，该装置具有多个模块。
图4是具有多个模块的装置的简化框图。这里，多个模块包括输入接口（402）、电流计算器（404）、存储器（406）和输出接口（408）。
输入接口接收线路电流的测量。考虑装置是IED。在这种情况下，IED接收从在线路处连接的测量设备获得的测量。输入接口还能充当用于从其他装置接收信息的通信接口。比如，测量可以通过总线发布，并且IED订阅它们。
电流计算器用采用测量设备测量的线路电流执行各种电流计算。例如，电流计算模块能根据在线路的测量来计算零序电流。这样的量（例如，相量）可以使用合适的相量计算（诸如但不限于傅里叶计算）来获得。按照实施例，电流计算包括计算每个绕组的零序电流，以及计算第一绕组（即，三角形连接的绕组）的绕组电流。能由当前计算器执行的当前计算在下面结合图6的描述进行详述。
存储器能是用于存储不同信息的任何合适的存储装置，不同信息诸如但不限于扰动记录、线路参数等。存储器能具有对于执行一个或多个功能（例如，当前计算）所需的信息。例如，绕组之间的相移、匝数比等可以被存储在存储器中。这种信息能被预先存储在装置中（例如，由操作人员）。
输出接口呈现对于与变换器关联的监测、保护和控制操作中的一个或多个的绕组电流值。例如，装置能具有显示器，并且能在显示器上显示绕组电流的值。这里，呈现包括生成将绕组电流值显示在装置的显示器上的信号。
装置可以与开关装置连接。例如，开关装置能是断路器。因而，装置执行保护功能。这里，呈现包括生成用于操作与变换器关联的开关装置的跳闸信号。
可以使用一个或多个处理器来实现装置的多个模块。比如，模块可以用IED（例如IED 302）的处理器实现。还可以用在服务器和与变换器关联的装置之间的通信来执行绕组电流计算。这里，模块中的一些可以用服务器实现（例如，使用来自在各种线路的测量设备的测量来计算或使用模型），而其他模块用装置（例如输入接口、输出接口等）执行。备选地，模块可以在服务器处实现，并且在服务器处计算的绕组电流的值被传递到IED进行显示。这里，这些测量对于服务器执行不同的功能是可用的。
以下提供由如本文上面所描述的装置（或模块）执行的绕组电流计算的细节。
在三角形绕组（诸如102、202、310等）中，使用CT测量的可用瞬时线路电流能被表示为ia、ib和ic。另外，未知相（绕组）电流能被表示为ica、iab和ibc，如图5中所示，
iab – ica = ia --------------- (1)
ibc – iab = ib --------------- (2)
ica – ibc = ic --------------- (3)
从而，存在三个方程和三个未知数。它能通过如下使用如下秩方法来求解。
我们从Ax = B开始，其中：A =
Figure 690110DEST_PATH_IMAGE001
，x =/>
Figure 93409DEST_PATH_IMAGE002
并且B =/>
Figure 352352DEST_PATH_IMAGE003
因而，我们有如下关系：
Figure 168999DEST_PATH_IMAGE004
从而，我们能创建增广矩阵[AB]如下：
增广矩阵[AB] =
Figure 906010DEST_PATH_IMAGE005
我们能添加行（R1，R2）以获得如下关系：
R3-> R1 + R2 =
Figure 429396DEST_PATH_IMAGE006
类似地，我们能添加上述矩阵的行（R1，R2）以获得如下关系：
R4-> R2 + R3 =
Figure 921557DEST_PATH_IMAGE007
在三角形配置中，电路不允许接地电流（即零序电流）进入线路电流。因而，
Figure 897603DEST_PATH_IMAGE008
= 0。
从而，上述矩阵中的最后一行能被更新如下：
R4-> R2 + R3 =
Figure 438306DEST_PATH_IMAGE009
更新矩阵的秩（A的秩= [AB]的秩）= 2 = <n（变量数）。这将有无数解，并且无法求解。
三角形绕组的零序电流能根据在另一绕组处的线路电流进行估计。在其他绕组（星形连接）处的线路电流能用于确定星形连接的绕组的零序电流。使用绕组的相移和匝数比（因为绕组中的电流变换取决于相移和匝数比），能用（一个或多个）星形连接的绕组的零序电流计算三角形绕组的零序电流。
对于三角形绕组，我们能将绕组电流求和为，
ica + iab +ibc = 3i0 = 3k ------------------ (4)
在上文中，ica、iab和ibc是绕组电流，而i0是循环电流。现在，存在四个方程和三个未知数（如上所述的方程1到4）。因而，我们能得到任何三个方程的解，并且如果它也满足第四个方程，那么它能是上述方程组的解。
因此，我们能通过取三个方程（像方程1、2和4）开始：
iab – ica = ia ---------------- (1)
ibc – iab = ib --------------- (2)
ica + iab +ibc = 3k ------------- (4)
在使用秩方法求解上述方程后，我们得出：
iab = (ia - ib)/3 + k ------- (i)
ibc = (ia + 2ib)/3 + k ------- (ii)
ica = (-2ia - ib)/3 + k ------- (iii)
这个解也满足方程3（即ica-ibc = ic）。因而，它能被视为方程组的解。如果我们采取包括方程（4）的任何三个方程并求解，则将会出现相同解。
因为ia + ib + ic = 0（总是），所以我们能像这样重新排列方程：
iab =
Figure 144094DEST_PATH_IMAGE010
+k
ibc =
Figure 479260DEST_PATH_IMAGE011
+ k
ica =
Figure 208182DEST_PATH_IMAGE012
+ k
‘k’表示将在三角形绕组中循环的零序电流，并且它们不能根据在与三角形绕组连接的线路处测量的线路电流进行估计。这是因为对于任何***条件，三角形绕组的线路电流都免于零序电流。因而，如果能计算‘k’或在三角形绕组中循环的零序电流，我们就能计算三角形侧的绕组电流。
下面描述零序电流的计算，并且因而还有三角形侧的绕组电流。
参考图6，其示出了按照本发明实施例的用于计算绕组电流的方法的流程图。
在602，获得由CT针对绕组测量的线路电流。例如，用CT（诸如304、306）测量的线路电流由IED 302（或装置400）获得。假定变换器向量连接是根据标准连接进行的。
考虑双绕组变换器（诸如100）。变换器能具有两个绕组（诸如102、104）。参考图7，两个绕组被表示为W1（绕组1）和W2（绕组2）。在图7中，第一绕组（W1）被连接为“三角形”，而第二绕组（W2）连接为“Y”。在第一绕组（W1）的线路电流是i1a、i1b和i1c。这些用在对应线路（或相）连接的CT进行测量。类似地，在第二绕组的线路电流是i2a、i2b和i2c。
在604，计算变换器的两个或更多绕组中的至少第二绕组的零序电流。根据在与至少第二绕组连接的对应线路处测量的线路电流，计算至少第二绕组的零序电流。考虑图7的实施例，用线路电流计算第二绕组（W2）的零序电流（i0W2）。例如，零序电流能被计算如下：
Figure 349313DEST_PATH_IMAGE013
= />
Figure 847290DEST_PATH_IMAGE014
.
在606，计算第一绕组的零序电流。基于对于至少第二绕组计算的所述零序电流、两个或更多绕组之间的相移以及与变换器的所述两个或更多绕组关联的匝数比来计算第一绕组的零序电流。
考虑图7的实施例，使用针对第二绕组（W2）计算的零序电流（i0W2）计算第一绕组（W1）（即三角形连接的绕组）的零序电流（i0W1）。例如，第一绕组（W1）的零序电流(i0W1)能被计算如下：
Figure 353358DEST_PATH_IMAGE015
= />
Figure 631893DEST_PATH_IMAGE016
.
在上述方程中，
●当W1和W2之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf2为+1，
●当W1和W2之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf2为-1，并且
●turnRatioW12（即匝数比）是绕组1和绕组2之间的电压比。
在608，根据针对第一绕组计算的零序电流以及在与第一绕组连接的对应线路测量的线路电流，计算三角形连接的绕组的绕组电流。再次参考图7的实施例，绕组电流（iabW1，ibcW1，icaW1）能被计算如下（参考上面结合图5的描述）：
iabW1 = (
Figure 514398DEST_PATH_IMAGE017
) + />
Figure 866882DEST_PATH_IMAGE018
ibcW1 = (
Figure 871747DEST_PATH_IMAGE019
) + />
Figure 309682DEST_PATH_IMAGE018
icaW1 =
Figure 730299DEST_PATH_IMAGE020
+ />
Figure 202868DEST_PATH_IMAGE018
一旦计算出绕组电流值，就能在610处呈现这些值，以用于不同的操作。这些能包括但不限于与变换器关联的保护操作和监测操作中的一个或多个。例如，可以为了监测目的而显示绕组电流值。这里，呈现能包括生成用于将绕组电流值显示在显示器上的信号。再举另一个示例，可以监测绕组电流（例如连同线路电流）便以保护变换器。这可涉及基于监测生成（一个或多个）跳闸信号。
结合图6描述的方法能用如上所述的装置执行（参考上面图1-4的描述）。因而，该方法可以由IED（诸如302）或装置（400）或其他电力***装置来执行。该方法还可以用与电力***关联的服务器执行。这里，服务器接收线路电流，并且具有变换器细节（即，绕组配置、相移、匝数比等）。服务器能计算绕组电流，并且可以传送它们（例如，服务器将这些值发送到与变换器关联的电力***装置）。
结合图6描述的方法指的是图7中所示的实施例，其中变换器具有两个绕组，其中W1作为三角形连接的绕组，而W2作为Y形连接的绕组。本发明能被用于不同的变换器配置，并且本文在下面提供了各种示例。
考虑如果W1（绕组1）以Y形配置连接，而W2以三角形配置连接。因而，Y形连接的绕组的零序电流能计算如下：
Figure 113056DEST_PATH_IMAGE018
= />
Figure 38286DEST_PATH_IMAGE021
.
在上式中，i0W1是Y形连接的绕组的零序电流，而i1a、i1b和i1c是针对与Y形连接的绕组连接的线路测量的线路电流。三角形连接的绕组(i0W2)的零序电流能对于这个配置计算如下：
Figure 262594DEST_PATH_IMAGE013
= />
Figure 651987DEST_PATH_IMAGE022
在上式中，
●当W1和W2之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf2 = -1，
●当W1和W2之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf2 = +1，并且
●turnRatioW12=绕组1和绕组2之间的电压比。
因而，三角形侧的绕组电流能被计算如下：
iabW2 = (
Figure 936338DEST_PATH_IMAGE023
) + />
Figure 348865DEST_PATH_IMAGE013
ibcW2 = (
Figure 173601DEST_PATH_IMAGE024
) + />
Figure 355184DEST_PATH_IMAGE013
icaW2 =
Figure 810436DEST_PATH_IMAGE025
+ />
Figure 772576DEST_PATH_IMAGE013
在上式中，iabW2、ibcW2和icaW2是绕组电流，并且i2a、i2b和i2c是针对与三角形绕组连接的线路测量的线路电流。
假设存在三绕组变换器，其中绕组1（W1）被连接为“三角形”，绕组2（W2）和绕组3（W3）被连接为“Y”。在这种配置中，计算第二和第三绕组的零序电流被计算如下：
Figure 338686DEST_PATH_IMAGE013
= />
Figure 374776DEST_PATH_IMAGE014
Figure 929DEST_PATH_IMAGE026
= />
Figure 450365DEST_PATH_IMAGE027
在上式中，i0W2和i0W3是W2和W3的零序绕组电流。另外，i2a、i2b和i2c以及i3a、i3b和i3c是针对与两个绕组连接的线路测量的线路电流。这里，W1（即三角形连接的绕组）的零序电流能计算如下：
Figure 554587DEST_PATH_IMAGE018
= />
Figure 710762DEST_PATH_IMAGE028
+ />
Figure 304554DEST_PATH_IMAGE029
.
在上式中，
●i0W1=第一绕组的零序电流，
●当W1和W2之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf2 = +1，
●当W1和W2之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf2 = -1，
●当W1和W3之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf3 = +1，
●当W1和W3之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf3 = -1，
●turnRatioW12=绕组1和绕组2之间的电压比，
●turnRatioW13=绕组1和绕组3之间的电压比。
因而，三角形绕组的绕组电流能被计算如下：
iabW1 = (
Figure 913390DEST_PATH_IMAGE017
) + />
Figure 86883DEST_PATH_IMAGE018
ibcW1 = (
Figure 425460DEST_PATH_IMAGE019
) + />
Figure 393416DEST_PATH_IMAGE018
icaW1 =
Figure 489548DEST_PATH_IMAGE020
+ />
Figure 997890DEST_PATH_IMAGE018
在上式中，iabW1、ibcW1和icaW1是绕组电流，并且i1a、i1b和i1c是针对与三角形绕组连接的线路测量的线路电流。
考虑另一种变换器配置，其中绕组2（W2）被连接为“三角形”，而绕组1（W1）和绕组3（W3）被连接为“Y”。这里，W1和W3的零序电流(i0W1、i0W3)能被计算如下：
Figure 128657DEST_PATH_IMAGE018
= />
Figure 267514DEST_PATH_IMAGE021
Figure 850942DEST_PATH_IMAGE026
= />
Figure 168834DEST_PATH_IMAGE027
.
这里，i1a、i1b、i1c和i3a、i3b、i3c是针对两个绕组测量的线路电流。三角形连接的绕组的零序电流(i0W2)能被计算如下：
Figure 154108DEST_PATH_IMAGE013
= />
Figure 463866DEST_PATH_IMAGE030
- />
Figure 596907DEST_PATH_IMAGE031
.
在上式中，
●当W1和W2之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf2 = -1，
●当W1和W2之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf2 = +1，
●当W1和W3之间的相移为0度至30度滞后至150度滞后时，Zf3 = -1，
●当W1和W3之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf3 = +1，
●turnRatioW12=绕组1和绕组2之间的电压比，并且
●turnRatioW13=绕组1和绕组3之间的电压比。
因此，三角形绕组的绕组电流能被计算如下：
iabW2 = (
Figure 650314DEST_PATH_IMAGE023
) + />
Figure 490094DEST_PATH_IMAGE013
ibcW2 = (
Figure 767492DEST_PATH_IMAGE024
) + />
Figure 59933DEST_PATH_IMAGE013
icaW2 =
Figure 917030DEST_PATH_IMAGE025
+ />
Figure 939213DEST_PATH_IMAGE013
这里，iabW2、ibcW2和icaW2是绕组电流，并且i2a、i2b和i2c是针对与三角形连接的绕组连接的线路测量的线路电流。
类似地，在其中绕组1和2被连接为“Y”而第三绕组被连接为“三角形”的配置中，连接为Y形的两个绕组的零序电流能被计算如下：
Figure 590774DEST_PATH_IMAGE018
= />
Figure 636091DEST_PATH_IMAGE021
Figure 31300DEST_PATH_IMAGE013
= />
Figure 642410DEST_PATH_IMAGE014
在上式中，i0W1和i0W2是绕组电流。另外，i1a、i1b、i1c和i2a、i2b、i2c是针对绕组1和绕组2测量的线路电流。三角形连接的绕组（在此配置中是绕组3）的零序电流(i0W3)能被计算如下：
Figure 730451DEST_PATH_IMAGE026
= />
Figure 997485DEST_PATH_IMAGE032
- />
Figure 727543DEST_PATH_IMAGE033
在上式中，
●当W1和W2之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf2 = -1，
●当W1和W2之间的相移为30度提前至150度提前或180度时，Zf2 = +1，
●当W1和W3之间的相移为0度或30度滞后至150度滞后时，Zf3 = -1，
●当W1和W3之间的相移被选择为30度提前至150度提前或180度时，Zf3 = +1，
●turnRatioW12=绕组1和绕组2之间的电压比，并且
●turnRatioW13=绕组1和绕组3之间的电压比。
因此，绕组电流能被计算如下：
iabW3 = (
Figure 396422DEST_PATH_IMAGE034
) + />
Figure 655365DEST_PATH_IMAGE026
ibcW3 = (
Figure 472011DEST_PATH_IMAGE035
) + />
Figure 474602DEST_PATH_IMAGE026
icaW3 =
Figure 997988DEST_PATH_IMAGE036
+ />
Figure 162253DEST_PATH_IMAGE026
在上式中，iabW3、ibcW3和icaW3是绕组电流，并且i3a、i3b和i3c是针对与三角形连接的绕组连接的线路测量的线路电流。
上述计算对于绕组的任何配置都是有效的，其中第一绕组和第二绕组（以及第三绕组，视情况而定）可以是初级绕组、次级绕组和三级绕组。
本发明的方法根据在三角形绕组处测量的线路电流、在（一个或多个）其他绕组处测量的线路电流、变换器配置（星形或三角形）、绕组之间的相移（1’0时钟或11’0时钟等）以及绕组之间的匝数比来计算三角形连接的变换器的绕组电流（在三角形侧）。时钟数能与度数（即相移）相关。
方法能用于用循环电流找到绕组电流。由此方法计算的绕组电流有助于使用仅线路电流和更少的计算工作（因为只需要仅一些参数）估计不同类型的变换器配置上的贯穿故障的效果。故障可以是引起***中不平衡的任何外部故障或外部负载改变，所述不平衡导致流过变换器的零序电流。

Claims (9)

1.一种用于计算在变换器的三角形侧的绕组电流的方法，其中所述变换器包括与两个或更多线路连接的两个或更多绕组，其中所述两个或更多绕组中的至少第一绕组是三角形连接的绕组，所述方法用与所述变换器关联的装置执行，所述方法包括：
获得用与所述两个或更多线路关联的测量设备测量的线路电流(602)；
根据在与至少第二绕组连接的对应线路处测量的线路电流，计算所述变换器的所述两个或更多绕组中的至少第二绕组的零序电流(604)；
基于针对至少所述第二绕组计算的所述零序电流、所述两个或更多绕组之间的相移以及与所述变换器的所述两个或更多绕组关联的匝数比来计算所述第一绕组的零序电流(606)；
根据针对所述第一绕组计算的所述零序电流以及在与所述第一绕组连接的对应线路处测量的所述线路电流，计算所述第一绕组的绕组电流(608)；以及
呈现对于与所述变换器关联的监测、保护和控制操作中的一个或多个的绕组电流值(610)。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述变换器具有三个绕组，包括所述第一绕组、所述第二绕组和第三绕组，其中根据针对所述第二绕组和所述第三绕组计算的所述零序电流、所述第一绕组和所述第二绕组之间的所述相移、所述第一绕组和所述第三绕组之间的所述相移、所述第一绕组和所述第二绕组之间的所述匝数比以及所述第一绕组和所述第三绕组之间的所述匝数比来计算所述第一绕组的所述零序电流。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述变换器具有两个绕组，包括所述第一绕组和所述第二绕组，其中根据对于所述第二绕组计算的所述零序电流、所述第一绕组和所述第二绕组之间的所述相移以及所述第一绕组和所述第二绕组之间的所述匝数比来计算所述第一绕组的所述零序电流。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二绕组是星形连接的绕组。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述变换器具有三个绕组，包括所述第一绕组、所述第二绕组和第三绕组，其中所述第二绕组和所述第三绕组中的每个绕组是星形连接的绕组和Y形连接的绕组中的一种。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述监测、保护和控制操作包括以下一项或多项：
在与所述装置关联的接口上显示所述绕组电流值；
基于所述绕组电流值生成跳闸信号；以及
基于所述绕组电流值计算与所述第一绕组关联的健康指数。
7.一种用于计算在变换器(100)的三角形侧的绕组电流的装置(302、400)，其中所述变换器包括与两个或更多线路(110a、110b、208a、208b、208c、308a、308b)连接的两个或更多绕组(102、104、202、204、206)，其中所述两个或更多绕组中的至少第一绕组(102、202、310)是三角形连接的绕组，所述装置包括：
输入接口(402)，所述输入接口(402)用于获得用与所述两个或更多线路关联的测量设备(304、306)测量的线路电流；
电流计算器(404)，所述电流计算器(404)用于：
根据在与至少第二绕组连接的对应线路处测量的所述线路电流，计算所述变换器的所述两个或更多绕组中的至少第二绕组(104、204、206、312)的零序电流；
基于针对至少所述第二绕组计算的所述零序电流、所述两个或更多绕组之间的相移以及与所述变换器的所述两个或更多绕组关联的匝数比来计算所述第一绕组的零序电流；
根据针对所述第一绕组计算的所述零序电流以及在与所述第一绕组连接的对应线路处测量的所述线路电流来计算所述第一绕组的绕组电流；以及
输出接口(408)，所述输出接口(408)用于呈现对于与所述变换器关联的监测、保护和控制操作中的一个或多个的绕组电流值。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述输出接口是显示器，其中所述呈现包括在所述装置的所述显示器上显示所述绕组电流值。
9.如权利要求7所述的装置，其中所述监测、保护和控制操作包括保护操作，其中所述呈现包括生成用于操作与所述变换器关联的开关装置的跳闸信号。
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