申请/专利权人：特变电工衡阳变压器有限公司

申请日：2020-11-23

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN112487624B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F111/08;G06F113/04;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2021.03.30#实质审查的生效;2021.03.12#公开

摘要：基于失稳理论的电力变压器低压绕组抗短路能力安全性评价方法，属于电气工程变压器技术领域。该评价方法包含以下步骤：步骤一：短路电流密度合理性评价；步骤二：导线轴向等效柔度合理性评价；步骤三：绕组轴向等效柔度合理性评价；步骤四：幅向圆形失稳柔度合理性评价；步骤五：质量控制比例因子评估；步骤六：运行故障概率影响因素评估；步骤七：抗短路能力安全性量化评价。本发明首次提出设计参数、质量控制和运行故障概率的综合评价方法，建立了变压器采购、设计、监造和运行等环节关键参数评价系统，对于变压器抗短路能力的安全性评价有较强的针对性和指导意义。

主权项：1.基于失稳理论的电力变压器低压绕组抗短路能力安全性评价方法，针对内绕组为低压的多绕组电力变压器，其特征在于：该评价方法包含以下步骤：步骤一：短路电流密度合理性评价；步骤二：导线轴向等效柔度合理性评价；步骤三：绕组轴向等效柔度合理性评价；步骤四：幅向圆形失稳柔度合理性评价；步骤五：基于步骤二至步骤四特征量的质量控制比例因子评估；步骤六：运行故障概率影响因素评估；步骤七：将步骤一至步骤六所获得的计算值按特定综合评估公式取值评价，得出变压器抗短路能力安全性最终分值；步骤一中短路电流密度合理性评估采用如下公式： 式中：ρSC-低压绕组的短路电流密度，Amm2；ISC–流经低压绕组的短路电流，A；S–低压绕组的载流面积，mm2；K–短路电流倍数，K＝1Uk，无量纲量；Uk–折算至全容量下的短路阻抗，无量纲量；ρN-低压绕组的额定电流密度，Amm2；SN、SLV–变压器额定全容量和低压额定容量，kVA；β–低压额定容量占全容量的比例，无量纲量；步骤二导线轴向等效柔度评价是通过计算导线高度与等效厚度的比值，表达式为：λcond＝tB；式中：λcond-导线轴向等效柔度，无量纲量；t–单根导线的高度，mm；B–导线等效厚度，mm；当导线为自粘性组合导线时：B＝b×n-r；当导线为自粘性换位导线时：B＝b×n-12-r；其它情况：B＝b-r；b–单根导线厚度，mm；n–自粘性换位导线的换位根数；r–导线倒角尺寸，mm；步骤三绕组轴向等效柔度合理性评价是通过计算绕组机械高度与绕组幅向尺寸的比值，表达式为：λwind＝HW；式中：λwind-绕组轴向等效柔度，无量纲量；H–绕组机械高度，mm；W–绕组幅向尺寸，mm；步骤四幅向圆形失稳柔度合理性评价是通过计算绕组平均半径与导线等效厚度的比值，表达式为：λrad＝R0B；式中：λrad-幅向圆形失稳柔度,无量纲量；R0–绕组平均半径,mm；步骤五中质量控制比例因子评估，通过对比测量实际值与设计值之间比值差异进行的加权和评估，依据不同等效柔度特征量的影响权重，提取质量控制比例因子算法： 式中：δ–质量控制偏差，％；分子λcond、λwind、λrad表示等效柔度测量实际值；分母λcond0、λwind0、λrad0表示等效柔度设计要求值；γ1、γ2、γ3分别表示导线轴向等效柔度、导线轴向等效柔度和幅向圆形失稳柔度权重系数，取值范围为1～5；步骤六运行故障概率影响因素评估，只需要考虑低压近区短路的概率即可，使用统计故障次数除以运行天数为概率统计方法，即：R＝TDt式中：T–统计时间内或分析的故障次数；Dt–统计天数；步骤七变压器抗短路能力安全性评价系数为：fs＝fs1×1-3×R；其中，以1为安全可靠基准，fs不大于0.7，含0.7，为安全性极差，fs在0.7～0.85，含0.85，之间为安全性差，fs在0.85～1.0之间为安全性较差，含1.0，fs大于1.0为安全性合格；式中：fs1–制造可靠性系数，计算表达式为： 式中分母为参考变压器相关系数，分子为待评变压器相关系数，min函数取四项最小值，设定通过短路试验的变压器具有安全系数Ks，fs1值应乘以此裕度系数，Ks取1.05～1.15。

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