專利名稱：一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈及其損耗的軟測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈及其損耗的軟測量方法，屬于變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變壓器是用來變換電壓、傳遞電能的，是電力系統(tǒng)中必不可少的重要裝置，在電力系統(tǒng)中，變壓器應(yīng)用十分廣泛，其安全運(yùn)行對于整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常供電起著非常重要的作用。矽鋼片加繞組，是變壓器的主體部分。變壓器的鐵芯不是普通的鐵，一般都是晶粒取向高導(dǎo)磁冷軋硅鋼片(現(xiàn)在也有使用更好的非晶合金)，它工作時(shí)本身的損耗(磁滯損耗和渦流損耗)很小。變壓器的線圈承載變壓器的工作電流，一次側(cè)從電網(wǎng)中吸收電能，二 次側(cè)向負(fù)載輸送電能，所以必用電阻率小的銅和鋁等導(dǎo)電材料，這樣它的損耗就小。傳統(tǒng)的變壓器繞組很多采用分段繞制的方法，分段的目的主要是為了達(dá)到三明治繞法的目的，也就是初級(jí)之間夾著次級(jí)或者次級(jí)之間夾著初級(jí)。很多變壓器功率偏小，負(fù)載重，電壓偏高，繞組絕緣不好，變壓器散熱不好，溫升高，影響變壓器的運(yùn)行性能，嚴(yán)重的會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。現(xiàn)在電力系統(tǒng)容量越來越大，變電站的容量也隨之增大，因此需要兩臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，增大變電容量。當(dāng)負(fù)載隨著晝夜或季節(jié)發(fā)生變化時(shí)，采用并聯(lián)運(yùn)行可以節(jié)電，負(fù)載小時(shí)，讓一部分變壓器退出運(yùn)行，剩下的都接近滿載，這樣可提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，節(jié)約電能，提高供電的經(jīng)濟(jì)性。為便于檢修變壓器，也需要并聯(lián)運(yùn)行，可以逐臺(tái)退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，提高供電可靠性，如有備用變壓器，其容量也較小，減少初次投資。要減少變壓器的損耗，首先要對變壓器損耗有準(zhǔn)確的測量，目前的一些常規(guī)性檢測方法如功率法隨著變壓器運(yùn)行環(huán)境的變化影響較大，測量值不是很準(zhǔn)確。國內(nèi)外目前還沒有一種有效的在線檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明引入了一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈，可以克服分段式繞組線圈的損耗大、體積大、制造成本高的缺點(diǎn)；配套使用一種軟測量方法可以快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的對變壓器的損耗進(jìn)行在線測量。本發(fā)明提出一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈及其損耗的軟測量方法，其內(nèi)容包括I. 一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈，如圖I。所述線圈適用于匝數(shù)比較多、導(dǎo)線組數(shù)多的大電流變壓器，包括單分支連續(xù)式線圈，多個(gè)單分支路線圈通過電氣連接，在整流回路中能夠并聯(lián)運(yùn)行，也可以串聯(lián)運(yùn)行，通過串并聯(lián)排列接線，同時(shí)能夠減少變壓器內(nèi)部渦流的產(chǎn)生。2.采用軟測量方法實(shí)現(xiàn)變壓器損耗的在線測量。本發(fā)明的變壓器運(yùn)行過程變量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆軟測量方法依據(jù)變壓器運(yùn)行過程的模型，選擇確定變壓器運(yùn)行過程在線直接可測的輸入量、在線直接可測的輸出量和需離線分析的不直接可測量；然后再選擇確定變壓器運(yùn)行過程的內(nèi)含傳感器的主輸入量、輔輸入量和輸出量，并建立內(nèi)含傳感器的模型；然后采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆，來實(shí)現(xiàn)該內(nèi)含傳感器逆；最后將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆串接在變壓器運(yùn)行過程之后，實(shí)現(xiàn)對變壓器損耗的在線軟測量。本發(fā)明具體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆測量方法是首先根據(jù)變壓器運(yùn)行過程的模型
i丨=/；(x,u)
x2 =/2(x,u)) . ( 、
X3 =/3(x,u) =/4(x，u)這里狀態(tài)維數(shù)4,輸入維數(shù)2,即x = (X1, x2, x3, x4)T, u = (U1, u2)τ，其中，有變壓器運(yùn)行過程的在線直接可測的輸入電壓U1、輸出電壓U2，在線直接可測的輸出量為變壓器的輸入電流X3、輸出電流X4，需離線分析的不直接可測量為變壓器熱點(diǎn)溫度X1、變壓器損耗X2名是變壓器熱點(diǎn)溫度的導(dǎo)數(shù)、毛是變壓器變壓器損耗的導(dǎo)數(shù)、毛是變壓器的輸入電流的導(dǎo)數(shù)、七是輸出電流的導(dǎo)數(shù)。本發(fā)明的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各權(quán)系數(shù)通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、離線數(shù)據(jù)處理、用數(shù)據(jù)訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定。本發(fā)明的有益效果是變壓器線圈結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，減輕重量；匝數(shù)多電流大；避免了線圈分段繞制帶來的不足；線圈強(qiáng)度和穩(wěn)定性高，抗短路電流沖擊能力強(qiáng)，是一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、質(zhì)量可靠的一體化連續(xù)多繞組組合變壓器線圈，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)電壓及電流的輸出。本發(fā)明取代傳統(tǒng)的整體式變壓器線圈，結(jié)構(gòu)簡單靈活，方便應(yīng)用，特別適用于電力設(shè)備的內(nèi)置變壓器，使線圈的維修更換僅在局部進(jìn)行有效控制噪音，降低渦流損耗，提高效率，達(dá)到節(jié)能要求，創(chuàng)造長期經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是所述的連續(xù)多繞組組合變壓器線圈連接圖。圖2是由電容器運(yùn)行過程I與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆3組成的軟測量結(jié)構(gòu)圖。圖I中，(I)單連續(xù)式線圈，(2)首端，(3)末端，(4)首端，(5)末端。圖2中，有變壓器運(yùn)行過程1，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆3及包含在變壓器運(yùn)行過程中的內(nèi)含傳感器2。內(nèi)含傳感器2的主輸入量是需離線分析的不直接可測量為變壓器熱點(diǎn)溫度X1、變壓器損耗x2，輔輸入量是在線直接可測的電容器的輸入電壓U1、輸出電壓u2，輸出量是在線直接可測的變壓器的輸入電流X3、輸出電流X4，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆3的輸出是變壓器熱點(diǎn)溫度A、變壓器損耗。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈，適用于匝數(shù)比較多、導(dǎo)線組數(shù)多的大電流變壓器，包括單分支連續(xù)式線圈，多個(gè)單分支路線圈通過電氣連接，在整流回路中能夠并聯(lián)運(yùn)行，也可以串聯(lián)運(yùn)行，通過串并聯(lián)排列接線，同時(shí)能夠減少變壓器內(nèi)部渦流的產(chǎn)生。本發(fā)明的變壓器損耗參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆軟測量方法及在線測量系統(tǒng)的具體實(shí)施方案是(I).具體確定變壓器運(yùn)行過程I在線直接可測的輸入量、在線直接可測的輸出量和需離線分析的不直接可測量。根據(jù)電容器運(yùn)行過程的模型
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈及其損耗的軟測量方法，其特征在于，所述的技術(shù)方案包括以下內(nèi)容(I) 一種新型連續(xù)多繞組組合變壓器線圈，結(jié)構(gòu)緊湊，可以克服分段式繞組線圈的損耗大、體積大、制造成本高的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)電壓及電流的輸出；(2)采用軟測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)變壓器損耗的在線監(jiān)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于線圈節(jié)省空間，減輕重量，匝數(shù)多，電流大，線圈強(qiáng)度和穩(wěn)定性高，抗短路電流沖擊能力強(qiáng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于線圈能夠并聯(lián)運(yùn)行，也可以串聯(lián)運(yùn)行，通過串并聯(lián)排列接線，同時(shí)能夠減少變壓器內(nèi)部渦流的產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于所述變壓器損耗的測量采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆軟測量方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述，其特征在于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各權(quán)系數(shù)通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、離線數(shù)據(jù)處理、用數(shù)據(jù)訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)多繞組組合變壓器線圈及其損耗的軟測量方法，屬于變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域。所述變壓器線圈結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度和穩(wěn)定性高，抗短路電流沖擊能力強(qiáng)，是一種結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、質(zhì)量可靠的一體化連續(xù)多繞組組合變壓器線圈，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)電壓及電流的輸出，可以克服分段式繞組線圈的損耗大、體積大、制造成本高的缺點(diǎn)。配套使用一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆軟測量方法，可以快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的對變壓器的損耗進(jìn)行在線測量。本發(fā)明取代傳統(tǒng)的整體式變壓器線圈，成果特別適用于電力設(shè)備的內(nèi)置變壓器，使線圈的維修更換僅在局部進(jìn)行有效控制噪音，降低渦流損耗，提高效率，達(dá)到節(jié)能要求，創(chuàng)造長期經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01R27/26GK102928676SQ20121047064
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者李 杰, 廖志凌, 徐錫舟 申請人:江蘇宏安變壓器有限公司