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专利号: 2018102843217
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种卷铁心变压器绕组故障模拟平台,其特征在于:包括高压绕组(1)、低压绕组(2)、铁心(3)、第一绝缘介质(4)及第二绝缘介质(5);铁心(3)、低压绕组(2)、高压绕组(1)依次为从内到外的同心圆;第一绝缘介质(4)位于铁心(3)与低压绕组(2)之间;第二绝缘介质(5)位于低压绕组(2)与高压绕组(1)之间;所述第一绝缘介质(4)及第二绝缘介质(5)可分别替换为不同介电常数的绝缘介质,从而改变绕组的对地电容、绕组间的电容,实现模拟变压器绕组径向变形故障的功能。

2.一种卷铁心变压器绕组故障测评方法,其特征在于,包括:

第一步、测量存储:

使用卷铁心变压器绕组故障模拟平台,通过替换介电常数较大的第一绝缘介质(4)、第二绝缘介质(5)来实现加重绕组径向变形故障程度;通过替换介电常数较小的第一绝缘介质(4)、第二绝缘介质(5)来实现减弱或消除绕组径向变形故障程度;所述绕组径向变形故障程度包括4个等级,即绕组无变形、绕组轻度变形、绕组中度变形以及绕组重度变形,依次命名为:故障0、故障1、故障2、故障3;

在故障0状态下,测试、绘制并储存5次100kHz-600kHz频段内的卷铁心变压器各个绕组的频响曲线,取平均值,作为参考频响曲线Y0(f);再从故障1、故障2和故障3状态下各测试、绘制并储存3次100kHz-600kHz频段内的卷铁心变压器各个绕组的频响曲线,取平均值,作为各故障状态下的测试频响曲线Yi(f),并进行存储;i=1,2,3,分别对应故障1、故障2和故障3状态;

第二步、数据处理:

2.1利用快速松弛矢量匹配算法对Y0(f)和Yi(f)进行拟合,获得参考频响曲线的状态空间模型f0(s)和第i种故障状态下测试频响曲线的状态空间模型fi(s),式中s为拉普拉斯算子;I为单位矩阵,A0为参考频响曲线的系统矩阵,B0为参考频响曲线的控制矩阵,C0为参考频响曲线的输出矩阵,Ai为第i种故障状态下测试频响曲线的系统矩阵,Bi为第i种故障状态下测试频响曲线的控制矩阵,Ci为第i种故障状态下测试频响曲线的输出矩阵;a0,n为参考频响曲线的第n个分母系数,ai,n为第i种故障状态下测试频响曲线的第n个分母系数,b0,n为参考频响曲线的第n个分子系数,bi,n为第i种故障状态下测试频响曲线的第n个分子系数,n为分子系数的个数;d0、e0、di、ei均为实数;

2.2计算参考频响曲线的传递函数的标准差CV0和第i种故障状态下传递函数的标准差CVi,式中,σ0,a为参考频响曲线分母系数序列的标准差,σ0,b为参考频响曲线分子系数序列的标准差;μ0,a为参考频响曲线分母系数序列的均值,μ0,b为参考频响曲线分子系数序列的均值;σi,a为第i种故障状态下测试频响曲线分母系数序列的标准差,σi,b为第i种故障状态下测试频响曲线分子系数序列的标准差;μi,a为第i种故障状态下测试频响曲线分母系数序列的均值,μi,b为第i种故障状态下测试频响曲线分子系数序列的均值;

2.3计算各故障状态下传递函数的距离参数CDi,

第三步、参数确定:

3.1确定绕组故障界限参数L:

3.2确定绕组故障严重程度参数P1、P2:

第四步、测评分析:

4.1对实际的卷铁心变压器进行绕组变形故障测评分析,先测量得到100kHz-600kHz频段内卷铁心变压器各个绕组的频响曲线,再按照步骤2.1的方法求得频响曲线的状态空间传递函数f(s),再按照步骤2.2的方法求得传递函数f(s)的标准差CV;若CV≤L则卷铁心变压器绕组正常,否则判定卷铁心变压器绕组存在变形故障,进入下一步;

4.2按照步骤2.3的方法求得传递函数的距离参数CD;若CD≤P1,则判定绕组出现轻度变形故障;若P1P2,则判定绕组出现重度变形故障。