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专利号: 2019105458343
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.变压器绕组径向变形测试系统,其特征在于,包括铁心(1)、绝缘筒(2)、低压绕组(3)、中压绕组(4)、高压绕组(5)、电机控制平台(7)、信号发生器(8)、数据采集装置(9)、高、中压径向变形装置(61)、中、低压径向变形装置(62);高、中压径向变形装置(61),中、低压绕组径向变形装置(62),分别置于高、中压绕组,中、低压绕组间,替换原有绝缘筒;高、中压径向变形装置(61)包括传动电机(611)、绝缘螺杆(612)、机械齿轮(613)、机械齿轮滑轨(614)、传动链条(615)、绝缘外壳(616),中、低压径向变形装置(62)结构与高、中压径向变形装置(61)相同;绕组线饼之间相互串联,信号发生器(8)经套管(10)连接高压绕组顶部,在高压绕组底部经套管(10)连接到数据采集装置(9);

所述高、中压径向变形装置(61)中,绝缘螺杆(612)、机械齿轮滑轨(614)、传动链条(615)设置在绝缘外壳(616)内,绝缘螺杆(612)置于机械齿轮滑轨(614)上,传动链条(615)连接机械齿轮(613)和传动电机(611);电机控制平台(7)控制传动电机(611);通过机械齿轮滑轨(614)将绝缘螺杆(612)移动到相应线饼处,电机控制平台(7)控制传动电机(611)转动,使绝缘螺杆(612)旋转伸出挤压线饼,发生绕组径向变形。

2.变压器绕组径向变形测试系统的测试评估方法,其测试与评估过程包括:

1)所述变压器径向变形测试系统的测试方法,具体步骤如下:

S1:正常情况下,利用信号发生器(8)产生方波信号,在高压绕组顶部经套管(10)注入方波信号,在高压绕组底部套管(10)经数据采集装置(9),获得正常情况振荡波数据;

S2:启动电机控制平台(7),控制传动电机(611)使机械齿轮(613)转动,绝缘螺杆(612)旋转伸出,使绕组径向变形;

S3:利用信号发生器(8)在高压绕组顶部经套管(10)注入方波信号,在高压绕组底部套管(10)经数据采集装置(9),获得径向变形振荡波信号;

S4:重复步骤S2和S3,改变绝缘螺杆(612)伸出长度,获得径向变形不同程度的振荡波信号;

2)所述变压器绕组径向变形评估方法,根据过程1)获得的正常情况与待识别的振荡波数据,对变压器状态进行评估,具体步骤如下:步骤一:根据振荡波试验,获得随时间t变化的正常情况的振荡波幅值数据h(t)与待识别的振荡波幅值数据g(t),计算正常情况与待识别的振荡波相关系数corr:其中,ha为正常情况振荡波h(t)的平均值,ga为待识别的振荡波g(t)的平均值,h(i)为时间为i时正常情况的振荡波幅值,g(i)为时间为i时待识别的振荡波幅值,i为范围为0~

0.001s的振荡时间;

步骤二:根据步骤一中计算得到的相关系数corr大小来判断变压器绕组是否发生故障,若corr>0.97,则变压器绕组状态良好,为正常情况;相反则存在绕组发生径向变形的可能,需进一步判断绕组的状态;

步骤三:将0~0.001s范围内的振荡波曲线均等划分为10个计算区段,计算每个计算区段内h(i)与g(i)的差值的积分,得到积分差值序列A=[A1,A2,…,A10],计算公式如下:其中,k∈[1,10],表示不同计算区段,Ak表示积分差值序列A=[A1,A2,…,A10]中的第k个积分差值;

步骤四:计算不同计算区段内正常情况与待识别的振荡波的衰减系数:

其中,Pk表示正常情况不同计算区段衰减系数,Qk表示待识别的振荡波衰减系数,hmax为正常情况该计算区段内最大波峰幅值,Thmax为hmax时的振荡时间,hmin为正常情况该计算区段内最大波谷幅值,Thmin为hmin时的振荡时间,gmax为待识别时该计算区段内最大波峰幅值,Tgmax为gmax时的振荡时间,gmin为待识别时该计算区段内最大波谷幅值,Tgmin为gmin时的振荡时间;

步骤五:考虑待识别振荡波与正常情况振荡波的相对衰减系数Ck,计算积分差值序列A=[A1,A2,…,A10]的平均值M其中,Pk和Qk为步骤四得出的结果,M为积分差值序列A=[A1,A2,…,A10]的平均值;

步骤六:计算正常情况与待识别振荡波的径向变形系数Z

式中,Amax为积分差值序列A=[A1,A2,…,A10]的最大值,Amin为积分差值序列A=[A1,A2,…,A10]的最小值,Pa,Qa为正常情况与待识别振荡波的平均振荡系数,满足其中,Pk和Qk为步骤四计算得出的正常与待识别振荡波的衰减系数;步骤七:判断径向变形系数Z的大小,当0<Z<0.3时为轻度径向变形,当0.3<Z<1时绕组中度径向变形,Z>

1时绕组严重径向变形。