CN110824383A - 一种变压器短路冲击累积效应计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器短路冲击累积效应计算方法，步骤如下：(1)收集待分析变压器主要参数和各侧可承受的最大短路电流值I'_K(2)计算此台变压器允许最大短路电流I_k(3)收集此台变压器全寿命周期内各次短路冲击数据(4)计算第i次短路电流大小造成的危险度d_{i_n}(5)计算短路持续时间造成的危险度d_{i_t}(6)计算本次短路造成的危险度d_i(7)计算短路冲击累计危险度D。本发明可以在获取变压器全寿命周期经受短路冲击数据的基础上，定量计算短路电流大小和短路持续时间对变压器绕组变形危险度的影响。

Description

一种变压器短路冲击累积效应计算方法

技术领域

本发明属于变压器运行状态分析领域，尤其是一种变压器短路冲击累积效应计算方法。

背景技术

根据近10年国网公司变压器故障统计数据，抗短路能力不足是引起变压器故障的首要原因，占比35.7％。经过对大量变压器绕组变形故障研究发现，造成绕组变形的最后一次短路冲击往往并不十分严重，但是由于此前多次经受短路冲击，绕组微小形变不断累积，最终导致出现严重变形。因此准确评估经受短路冲击后变压器状态、防范累积效应造成的绕组变形风险，对于提高变压器运行可靠性具有重要现实意义。

现有短路冲击累积效应分析方法主要是有限元分析方法，该方法需对短路后的变压器进行精准建模，所需参数往往难以准确获得，因此在生产实际中实用性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种变压器短路冲击累积效应计算方法，过程简单，便于对电网中在运变压器全面开展计算，是一种实用化方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种变压器短路冲击累积效应计算方法，步骤如下：

(1)收集待分析变压器主要参数和各侧可承受的最大短路电流值I'_K

(2)计算此台变压器允许最大短路电流I_k

(3)收集此台变压器全寿命周期内各次短路冲击数据

(4)计算第i次短路电流大小造成的危险度d_{i_n}

(5)计算短路持续时间造成的危险度d_{i_t}

(6)计算本次短路造成的危险度d_i

(7)计算短路冲击累计危险度D。

而且，

其中，U_H为变压器电源侧最高运行电压的有效值，Z_S为变压器电源侧电网***短路阻抗折算到变压器短路侧的值，Z_K为变压器短路侧的短路阻抗值，I'_K为根据变压器设计方案校核得到的变压器绕组可承受最大短路电流，由变压器厂家提供。

而且，

k_i为电流比例系数，I_i为第i次短路中短路持续期间短路电流的有效值，I_k为变压器允许短路电流。

而且，

其中t_i为短路持续时间，单位s。

而且，d_i＝d_{i_n}+d_{i_t}。

而且，

其中n为此台变压器全寿命周期内经受的短路冲击次数。

本发明的优点和积极效果是：

1.本发明可以在获取变压器全寿命周期经受短路冲击数据的基础上，定量计算短路电流大小和短路持续时间对变压器绕组变形危险度的影响。

2.本发明计算方法需要的数据量较小，且数据获取容易，无需新增检测设备，只用变压器保护装置中对历次短路冲击的记录数据即可完成计算。

3.本发明计算结果可为变压器开展绕组变形检测提供科学准确的决策依据，也有助于及时掌握变压器运行状态，为高危变压器运维检修提供建议。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种变压器短路冲击累积效应计算方法，步骤如下：

(1)收集待分析变压器主要参数和各侧可承受的最大短路电流值I'_K

I'_K为根据变压器设计方案校核得到的变压器绕组可承受最大短路电流，一般由变压器厂家提供。

(2)计算此台变压器允许最大短路电流I_k

对于完好的未经受过短路冲击的变压器，流经变压器绕组的、持续0.2s以内不会造成变压器绕组明显变形的最大电流的交流对称分量有效值，记为I_k

其中，U_H为变压器电源侧(高压侧)最高运行电压的有效值。

Z_S为变压器电源侧电网***短路阻抗Z'_S折算到变压器短路侧(中压侧或低压侧)的值。

Z_K为变压器短路侧的短路阻抗值。

(3)收集此台变压器全寿命周期内各次短路冲击数据；

(4)计算第i次短路电流大小造成的危险度d_{i_n}

短路电流接近或达到允许短路电流的程度越大，则带来的危险度越大。根据GB/T1093的要求，当短路电流达到允许短路电流的65％及以上时，应安排绕组变形试验，即短路电流带来的危险度很大。

定义短路电流比例系数k_i：第i次短路中实际短路电流与变压器允许短路电流之比。

其中I_i为第i次短路中短路持续期间短路电流的有效值

则d_{i_n}可通过以下公式计算

(5)计算短路持续时间造成的危险度d_{i_t}

短路持续时间带来的危险度与短路电流大小造成的危险度相关。一般认为，短路持续时间每达到500ms，短路统计次数增加一次，即短路电流大小造成的危险度也有增加，这个增量即为短路持续时间造成的危险度。

则d_{i_t}可通过以下公式计算

其中t_i为短路持续时间，单位s。

(6)计算本次短路造成的危险度d_i

定义变压器第i次短路冲击危险度d_i：该次短路冲击造成变压器绕组出现严重变形的可能性，即该次短路冲击对变压器需要开展绕组变形试验的必要性带来的累积程度。

d_i＝d_{i_n}+d_{i_t}

(7)计算短路冲击累计危险度D。

当D达到或超过1时，变压器出现绕组变形的可能性很大，需要安排绕组变形试验。

其中n为此台变压器全寿命周期内经受的短路冲击次数。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变压器短路冲击累积效应计算方法，步骤如下：

(1)收集待分析变压器主要参数和各侧可承受的最大短路电流值I'_K

(2)计算此台变压器允许最大短路电流I_k

(3)收集此台变压器全寿命周期内各次短路冲击数据

(4)计算第i次短路电流大小造成的危险度d_{i_n}

(5)计算短路持续时间造成的危险度d_{i_t}

(6)计算本次短路造成的危险度d_i

(7)计算短路冲击累计危险度D。

2.根据权利要求1所述的变压器短路冲击累积效应计算方法，其特征在于：

其中，U_H为变压器电源侧最高运行电压的有效值，Z_S为变压器电源侧电网***短路阻抗折算到变压器短路侧的值，Z_K为变压器短路侧的短路阻抗值，I'_K为根据变压器设计方案校核得到的变压器绕组可承受最大短路电流，由变压器厂家提供。

3.根据权利要求1所述的变压器短路冲击累积效应计算方法，其特征在于：

k_i为电流比例系数，I_i为第i次短路中短路持续期间短路电流的有效值，I_k为变压器允许短路电流。

4.根据权利要求1所述的变压器短路冲击累积效应计算方法，其特征在于：

其中t_i为短路持续时间，单位s。

5.根据权利要求1所述的变压器短路冲击累积效应计算方法，其特征在于：

d_i＝d_{i_n}+d_{i_t}。

6.根据权利要求1所述的变压器短路冲击累积效应计算方法，其特征在于：

其中n为此台变压器全寿命周期内经受的短路冲击次数。

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