本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法及一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，電能質(zhì)量現(xiàn)象是一種低頻傳導(dǎo)干擾，劣質(zhì)的電能質(zhì)量不僅給用戶生產(chǎn)工藝過程造成嚴(yán)重危害甚至產(chǎn)生次品，同時(shí)也對主要供電設(shè)備例如變壓器產(chǎn)生嚴(yán)重影響，影響供電設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

而諧波作為電能質(zhì)量的主要污染源之一，其對變壓器的危害主要表現(xiàn)為導(dǎo)致變壓器過負(fù)荷，引起變壓器溫升增大，危及變壓器的安全可靠運(yùn)行。

因此，如何保證變壓器安全可靠地運(yùn)行成為本發(fā)明亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法及基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法，其中，所述變壓器預(yù)警方法包括：

所述變壓器預(yù)警方法包括：

確定變壓器的額定損耗；

實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)；

根據(jù)所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)計(jì)算在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下所述變壓器的實(shí)際損耗；

判斷所述變壓器的實(shí)際損耗是否大于所述變壓器的額定損耗；

當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值。

優(yōu)選地，所述確定變壓器的額定損耗包括：

設(shè)定所述變壓器基波額定電流為ir；

將所述基波額定電流設(shè)定為所述變壓器的基準(zhǔn)電流；

確定所述變壓器的額定繞組損耗為基準(zhǔn)功率p基準(zhǔn)＝ir²r；

根據(jù)所述變壓器的額定繞組損耗以及所述變壓器的額定渦流損耗計(jì)算所述變壓器的額定損耗：

pll-r＝p基波+pec-r；

其中，所述r為所述變壓器繞組等效電阻，所述ir為所述變壓器基波額定電流，所述p基波為所述變壓器的額定繞組損耗，所述pec-r為所述變壓器的額定渦流損耗，所述變壓器的額定損耗的公式除以所述基準(zhǔn)功率p基準(zhǔn)＝ir²r得到以標(biāo)么值表示的所述變壓器額定損耗標(biāo)么值公式pll-r(pu)＝p基波(pu)+pec-r(pu)，其中所述p基波(pu)為所述變壓器的額定繞組損耗標(biāo)么值，且所述p基波(pu)＝1，所述pec-r(pu)為所述變壓器的額定渦流損耗標(biāo)么值，所述pll-r(pu)為所述變壓器的額定損耗標(biāo)么值。

優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)包括：

實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器的三相各次諧波電流值；

選取所述三相各次諧波電流值中的最大相電流值作為各次諧波電流標(biāo)么值。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)計(jì)算所述變壓器的實(shí)際損耗包括：

其中，所述ih(pu)為所述各次諧波電流標(biāo)么值，h為諧波次數(shù)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值包括：

當(dāng)pll(pu)＞pll-r(pu)時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值：

其中，所述ilimit為所述變壓器的電流限值。

作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)，其中，所述變壓器預(yù)警系統(tǒng)包括：

確定額定損耗單元，所述確定額定損耗單元用于確定變壓器的額定損耗；

監(jiān)測單元，所述監(jiān)測單元與所述確定額定損耗單元連接，所述監(jiān)測單元用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)；

計(jì)算單元，所述計(jì)算單元與所述監(jiān)測單元連接，所述計(jì)算單元用于根據(jù)所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)計(jì)算在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下所述變壓器的實(shí)際損耗；

判斷單元，所述判斷單元與所述計(jì)算單元連接，所述判斷單元用于判斷所述變壓器的實(shí)際損耗是否大于所述變壓器的額定損耗；

設(shè)定電流限值單元，所述設(shè)定電流限值單元與所述判斷單元連接，所述設(shè)定電流限值單元用于當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值。

本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法，通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測變壓器的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)對所述變壓器是否在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下超負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行判斷，同時(shí)當(dāng)所述變壓器在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值，從而確保了變壓器能夠安全可靠的運(yùn)行。

本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)，通過監(jiān)測單元實(shí)時(shí)在線監(jiān)測變壓器的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)，并通過計(jì)算單元以及判斷單元對所述變壓器是否在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下超負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行判斷，在當(dāng)所述變壓器超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，設(shè)定電流限值單元設(shè)定所述變壓器的電流限值，從而確保了變壓器能夠安全可靠的運(yùn)行。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行變壓器預(yù)警的場景示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警實(shí)時(shí)曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，如圖1所示，提供一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法，其中，所述變壓器預(yù)警方法包括：

s110、確定變壓器的額定損耗；

具體地，在判斷所述變壓器的損耗是否達(dá)到預(yù)警門限時(shí)，需要先確定所述變壓器的額定損耗。

s120、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)；

具體地，所述變壓器的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)能夠影響所述變壓器的損耗，所以在判斷所述變壓器的損耗時(shí)，需要實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)。

s130、根據(jù)所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)計(jì)算在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下所述變壓器的實(shí)際損耗；

具體地，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測到的所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)對所述變壓器在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下的實(shí)際損耗進(jìn)行計(jì)算，以便根據(jù)所述變壓器的實(shí)際損耗判斷所述變壓器是否損耗過大，即超負(fù)荷。

s140、判斷所述變壓器的實(shí)際損耗是否大于所述變壓器的額定損耗；

s150、當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值。

具體地，當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，將調(diào)整所述變壓器使其降容運(yùn)行，且給所述變壓器設(shè)定電流限值，即所述變壓器的運(yùn)行不能夠超過該電流限值，否則將超負(fù)荷運(yùn)行。

本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法，通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測變壓器的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)對所述變壓器是否超負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行判斷，同時(shí)當(dāng)所述變壓器超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值，從而確保了變壓器能夠安全可靠的運(yùn)行。

作為所述變壓器的額定損耗確定的具體實(shí)施方式，具體地，所述確定變壓器的額定損耗包括：

設(shè)定所述變壓器基波額定電流為ir；

將所述基波額定電流設(shè)定為所述變壓器的基準(zhǔn)電流；

確定所述變壓器的額定繞組損耗為基準(zhǔn)功率p基準(zhǔn)＝ir²r；

根據(jù)所述變壓器的額定繞組損耗以及所述變壓器的額定渦流損耗計(jì)算所述變壓器的額定損耗：

pll-r＝p基波+pec-r；

其中，所述r為所述變壓器繞組等效電阻，所述ir為所述變壓器基波額定電流，所述p基波為所述變壓器的額定繞組損耗，所述pec-r為所述變壓器的額定渦流損耗，所述變壓器的額定損耗的公式除以所述基準(zhǔn)功率p基準(zhǔn)＝ir²r得到以標(biāo)么值表示的所述變壓器額定損耗標(biāo)么值公式pll-r(pu)＝p基波(pu)+pec-r(pu)，其中所述p基波(pu)為所述變壓器的額定繞組損耗標(biāo)么值，且所述p基波(pu)＝1，所述pec-r(pu)為所述變壓器的額定渦流損耗標(biāo)么值，所述pll-r(pu)為所述變壓器的額定損耗標(biāo)么值。

具體地，所述實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)包括：

實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器的三相各次諧波電流值；

選取所述三相各次諧波電流值中的最大相電流值作為各次諧波電流標(biāo)么值。

具體地，所述根據(jù)所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)計(jì)算所述變壓器的實(shí)際損耗包括：

其中，所述ih(pu)為所述各次諧波電流標(biāo)么值，h為諧波次數(shù)。

具體地，當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值包括：

當(dāng)pll(pu)＞pll-r(pu)時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值：

其中，所述ilimit為所述變壓器的電流限值。

可以理解的是，當(dāng)pll(pu)≤pll-r(pu)時(shí)，則判斷所述變壓器沒有過負(fù)荷，可以繼續(xù)正常工作。

因此，本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法，通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)測變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)，計(jì)算在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下變壓器的實(shí)時(shí)損耗水平，并于額定損耗比較，從而判斷所述變壓器是否存在因?yàn)殡娔苜|(zhì)量問題導(dǎo)致的過負(fù)荷現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)有過負(fù)荷現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，則給出變壓器降容運(yùn)行的電流限值，通過該變壓器預(yù)警方法有效解決了變壓器在惡劣電磁環(huán)境下的過負(fù)荷預(yù)警問題，保證了變壓器及電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，如圖2所示，提供一種基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)10，其中，所述變壓器預(yù)警系統(tǒng)10包括：

確定額定損耗單元100，所述確定額定損耗單元用于確定變壓器的額定損耗；

監(jiān)測單元200，所述監(jiān)測單元200與所述確定額定損耗單元100連接，所述監(jiān)測單元200用于實(shí)時(shí)在線監(jiān)測所述變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)；

計(jì)算單元300，所述計(jì)算單元300與所述監(jiān)測單元200連接，所述計(jì)算單元300用于根據(jù)所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)計(jì)算在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下所述變壓器的實(shí)際損耗；

判斷單元400，所述判斷單元400與所述計(jì)算單元300連接，所述判斷單元400用于判斷所述變壓器的實(shí)際損耗是否大于所述變壓器的額定損耗；

設(shè)定電流限值單元500，所述設(shè)定電流限值單元500與所述判斷單元400連接，所述設(shè)定電流限值單元500用于當(dāng)所述變壓器的實(shí)際損耗大于所述變壓器的額定損耗時(shí)，設(shè)定所述變壓器的電流限值。

本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)，通過監(jiān)測單元實(shí)時(shí)在線監(jiān)測變壓器的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)，并通過計(jì)算單元以及判斷單元對所述變壓器是否超負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行判斷，在當(dāng)所述變壓器超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，設(shè)定電流限值單元設(shè)定所述變壓器的電流限值，從而確保了變壓器能夠安全可靠的運(yùn)行。

所述基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)10的工作原理為：所述確定額定損耗單元100確定了所述變壓器的額定損耗，所述監(jiān)測單元200實(shí)時(shí)在線監(jiān)測變壓器運(yùn)行的電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)，所述計(jì)算單元300則計(jì)算在該電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)下所述變壓器的實(shí)時(shí)損耗水平，并于基準(zhǔn)損耗(即額定損耗)比較，從而所述判斷單元400判斷所述變壓器是否存在因?yàn)殡娔苜|(zhì)量問題導(dǎo)致的過負(fù)荷現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)有過負(fù)荷現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，所述設(shè)定電流限值單元500則給出變壓器降容運(yùn)行的電流限值。因此，所述基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)10通過利用所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)對所述變壓器的損耗產(chǎn)生影響對所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了對所述變壓器是否超負(fù)荷的預(yù)警，有效的保證了所述變壓器安全可靠的運(yùn)行。

可以理解的是，此處所述電能質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)主要是諧波。

結(jié)合圖3所示，對所述基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行的實(shí)際變壓器預(yù)警進(jìn)行描述。

圖3所示的變壓器為供電變壓器，通過vt(voltagetransformer，電壓互感器)及ct(currenttransformer，電流互感器)取電壓電流信號進(jìn)行電能質(zhì)量在線監(jiān)測，并依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行變壓器運(yùn)行預(yù)警判斷。通過公式計(jì)算所述變壓器的實(shí)際損耗公式：

計(jì)算等效熱負(fù)荷率然后通過電流限值計(jì)算公式：

計(jì)算電流熱效應(yīng)限值，最終得到圖4所示的預(yù)警曲線。

關(guān)于本發(fā)明提供的基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警系統(tǒng)的工作過程可以參照前文關(guān)于所述基于實(shí)時(shí)電能質(zhì)量的變壓器預(yù)警方法的描述，此處不再贅述。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。