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专利号: 2018102846997
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AT供电卷铁心自耦变压器绕组故障的识别方法,所述自耦变压器绕组为公共绕组不分裂,串联绕组分裂置于公共绕组两侧的结构;其特征在于,包括以下步骤:

1)利用频率响应测试仪得到公共绕组和串联绕组的测试频率响应序列X1(f)以及参考频率响应序列X2(f),频率f范围为1kHz-1MHz;分别绘制出低频段1kHz-100kHz、中频段

100kHz-600kHz和高频段600kHz-1MHz三个频率范围内的频率响应曲线;

1.1 针对不同频段,按如下方法计算各个频段的相关系数:

式中cov为两个序列协方差,Var为序列方差;

1.2 针对不同频段,按如下方法计算各个频段的故障特征参数,包括

1.2.1 利用快速松弛矢量匹配算法分别拟合求取曲线传递函数有理分式:式中n为拟合阶数,s为拉普拉斯算子,a0、a1、…、an-1和b0、…、bn-1分别为各阶分母和分子系数;

1.2.2 对系数a0、a1、…、an-1和b0、b1、…、bn-1进行整理变形得到两个系数序列Xa、Xb如下:Xa=[log|a0| log|a1| … log|an-1|],Xb=[log|b0| log|b1| … log|bn-1|],

1.2.3 计算故障情况相对于正常情况下系数序列的肯德尔等级相关系数τ:其中C表示两个序列中拥有一致性的元素对数;D表示两个序列中拥有不一致性的元素对数,N为每个序列的总元素个数;基于上述公式分别计算得到系数序列Xa,Xb的肯德尔等级相关系数τa、τb;

1.2.4 将故障情况相对于正常情况下系数序列Xa,Xb的肯德尔等级相关系数τa、τb进行整理变形得到故障特征参数:

2)按照步骤1)的方法,分别求得公共绕组的各个频段的相关系数,以及各个频段的故障特征参数;按照步骤1)的方法,分别求得串联绕组的各个频段的相关系数,以及各个频段的故障特征参数;

3)根据低频段相关系数和故障特征参数进行判断,如下:

3.1 比较公共绕组和串联绕组低频段相关系数:若R公串-低频≥2则正常;否则存在匝间或饼间短路故障,进一步比较公共绕组和串联绕组低频段故障特征参数:若τtotal公串-低频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal公串-低频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal公串-低频>L2,则绕组为重度故障;其中L1的取值范围为[0.7,0.9],L2的取值范围为[1.3,1.5];

3.2 比较公共绕组低频段相关系数:

3.2.1 若R公-低频≥2,则公共绕组正常,串联绕组存在匝间或饼间短路故障,进一步比较串联绕组低频段故障特征参数:若τtotal串-低频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal串-低频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal串-低频>L2,则绕组为重度故障;

3.2.2 若R公-低频<2,则公共绕组存在匝间或饼间短路,进一步比较公共绕组低频段故障特征参数:若τtotal公-低频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal公-低频≤L2,则绕组为中度故障;

若τtotal公-低频>L2,则绕组为重度故障;

3.3 比较串联绕组低频段相关系数:若R串-低频≥2,则串联绕组正常;否则串联绕组存在匝间或饼间短路故障,进一步比较串联绕组低频段故障特征参数:若τtotal串-低频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal串-低频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal串-低频>L2,则绕组为重度故障;

4)根据中频段相关系数和故障特征参数进行判断,如下:

4.1 比较公共绕组和串联绕组中频段相关系数:若R公串-中频≥1则正常;否则存在扭曲或鼓包故障,进一步比较公共绕组和串联绕组中频段故障特征参数:若τtotal公串-中频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal公串-中频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal公串-中频>L2,则绕组为重度故障;

4.2 比较公共绕组中频段相关系数:

4.2.1 若R公-中频≥1,则公共绕组正常,串联绕组存在扭曲或鼓包故障,进一步比较串联绕组中频段故障特征参数:若τtotal串-中频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal串-中频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal串-中频>L2,则绕组为重度故障;

4.2.2 若R公-中频<1,则公共绕组存在扭曲或鼓包故障,进一步比较公共绕组中频段故障特征参数:若τtotal公-中频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal公-中频≤L2,则绕组为中度故障;

若τtotal公-中频>L2,则绕组为重度故障;

4.3 比较串联绕组中频段相关系数:若R串-中频≥1,则串联绕组正常;否则串联绕组存在扭曲或鼓包故障,进一步比较串联绕组中频段故障特征参数:若τtotal串-中频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal串-中频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal串-中频>L2,则绕组为重度故障;

4.4 若串联绕组存在扭曲或鼓包故障,则进一步测量串联绕组对地电容,若对地电容变化率≥5%,则靠近铁心的串联绕组存在扭曲或鼓包,若对地电容变化率<5%,则靠近油箱的串联绕组存在扭曲或鼓包;

5)根据高频段相关系数和故障特征参数进行判断,如下:

5.1 比较公共绕组和串联绕组高频段相关系数:若R公串-高频≥0.6则正常,否则存在整体移位,进一步比较公共绕组和串联绕组高频段故障特征参数:若τtotal公串-高频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal公串-高频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal公串-高频>L2,则绕组为重度故障;

5.2 比较公共绕组高频段相关系数:

5.2.1 若R公-高频≥0.6,则公共绕组正常,串联绕组存在整体移位故障,进一步比较串联绕组高频段故障特征参数:若τtotal串-高频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal串-高频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal串-高频>L2,则绕组为重度故障;

5.2.2 若R公-中频<0.6,则公共绕组存在整体移位故障,进一步比较公共绕组高频段故障特征参数:若τtotal公-高频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal公-高频≤L2,则绕组为中度故障;

若τtotal公-高频>L2,则绕组为重度故障;

5.3 比较串联绕组高频段相关系数:若R串-高频≥0.6,则串联绕组正常;否则串联绕组存在整体移位故障,进一步比较串联绕组高频段故障特征参数:若τtotal串-高频≤L1,则绕组为轻度故障;若L1<τtotal串-高频≤L2,则绕组为中度故障;若τtotal串-高频>L2,则绕组为重度故障;

5.4 若串联绕组存在整体移位,则进一步测量串联绕组对地电容,若对地电容变化率≥5%,则认为靠近铁心串联绕组肯定存在整体移位,若对地电容变化率<5%,则认为只有靠近油箱的串联绕组存在整体移位。