考慮優(yōu)先級(jí)的變流變壓器電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮優(yōu)先級(jí)的變流變壓器電能質(zhì)量與噪 聲綜合評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變流變壓器包含高壓直流輸電用換流變壓器、工業(yè)用變流變壓器及牽引用變流變 壓器。目前變流變壓器面臨的主要問題是電能質(zhì)量差與噪聲大，主要是由于其承擔(dān)了交直 流的電能變換任務(wù)，且主要是用在大功率變換的場(chǎng)所，在電能變換過程中負(fù)載將產(chǎn)生大量 的諧波，其竄入變壓器中將引起變壓器發(fā)熱及振動(dòng)、噪聲加劇；同時(shí)，由于交直流電能變換， 變壓器極易發(fā)生直流偏磁，從而使得變壓器勵(lì)磁電流出現(xiàn)偶次分量，加劇變壓器的振動(dòng)與 噪聲。針對(duì)變流變壓器存在的問題，當(dāng)前僅開展了電網(wǎng)電能質(zhì)量的評(píng)估方法研宄，沒有開展 變流變壓器的電能質(zhì)量與噪聲內(nèi)在聯(lián)系及綜合評(píng)估方法等方面的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)當(dāng)前變流變壓器存在的電能質(zhì)量差與噪聲大的 問題，提供一種考慮優(yōu)先級(jí)的變流變壓器電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估方法，給出電能質(zhì)量與 噪聲的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以此評(píng)判變流變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，并提供可行的應(yīng)對(duì)措施。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種考慮優(yōu)先級(jí)的變流變壓器電 能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估方法，步驟包括：
[0005] 1)在預(yù)設(shè)采樣周期S內(nèi)連續(xù)采集變流變壓器的電壓信號(hào)、電流信號(hào)和噪聲信號(hào)；
[0006] 2)根據(jù)所述電壓信號(hào)與電流信號(hào)計(jì)算出諧波電流指標(biāo)值、電壓總諧波畸變率指標(biāo) 值、三相電壓不平衡度指標(biāo)值、電壓偏差指標(biāo)值，所述諧波電流指標(biāo)值是指對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行 諧波分解得到的諧波電流信號(hào)幅值，根據(jù)所述噪聲信號(hào)計(jì)算出噪聲指標(biāo)值；
[0007] 3)將所述諧波電流指標(biāo)值、電壓總諧波畸變率指標(biāo)值、三相電壓不平衡度指標(biāo)值、 電壓偏差指標(biāo)值、噪聲指標(biāo)值與指定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值相除計(jì)算出諧波電流評(píng)估值 En、電壓總諧波畸變率評(píng)估值ETHDU、三相電壓不平衡度評(píng)估值lu、電壓偏差評(píng)估值ESu與噪 聲評(píng)估值Ez;將所述諧波電流評(píng)估值En、電壓總諧波畸變率評(píng)估值ETHDU、三相電壓不平衡度 評(píng)估值Eeu與電壓偏差評(píng)估值ESu中所有大于1的值的和與大于1的項(xiàng)數(shù)相減計(jì)算出電能 質(zhì)量評(píng)估值Ed;將所述電能質(zhì)量評(píng)估值Ed與所述噪聲評(píng)估值Ez相加計(jì)算出電能質(zhì)量與噪聲 綜合評(píng)估值E;
[0008] 4)將所述諧波電流評(píng)估值En、噪聲評(píng)估值Ez、電能質(zhì)量和噪聲綜合評(píng)估值E劃分 優(yōu)先級(jí)，按所述優(yōu)先級(jí)的順序根據(jù)預(yù)設(shè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估所述變流變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述步驟1)中，所述電壓信號(hào)是指變流變壓器交流側(cè)二次側(cè)電壓信號(hào) 通過變比轉(zhuǎn)換成的一次側(cè)電壓信號(hào)，所述電流信號(hào)是指變流變壓器交流側(cè)二次側(cè)電流信號(hào) 通過變比轉(zhuǎn)換成的一次側(cè)電流信號(hào)，所述噪聲信號(hào)指變流變壓器可聽噪聲信號(hào)。
[0010] 進(jìn)一步地，所述步驟2)的詳細(xì)步驟包括：
[0011] 2. 1)將所述電壓信號(hào)分解為包括相位和幅值的0-25次諧波電壓信號(hào)，將所述電 流信號(hào)分解為包括相位和幅值的0-25次諧波電流信號(hào)；
[0012] 2. 2)根據(jù)所述電壓信號(hào)、電流信號(hào)、0-25次諧波電壓信號(hào)和0-25次諧波電流信號(hào) 計(jì)算出諧波電流指標(biāo)值、電壓總諧波畸變率指標(biāo)值、三相電壓不平衡度指標(biāo)值、電壓偏差指 標(biāo)值；
[0013] 2. 3)根據(jù)所述噪聲信號(hào)計(jì)算出噪聲指標(biāo)值。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，所述指定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值是指電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)或電能質(zhì)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中記載的電壓總諧波畸變率標(biāo)準(zhǔn)值、三相電壓不平衡度標(biāo)準(zhǔn)值、電 壓偏差標(biāo)準(zhǔn)值和噪聲標(biāo)準(zhǔn)值，以及根據(jù)電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或電能質(zhì)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)換算得到的 諧波電流標(biāo)準(zhǔn)值。所述電能質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)包括：GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》、 GB/T 15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》、GB/T 12325-2008《電能質(zhì)量供電電壓偏 差》、GB/T 22075-2008《高壓直流換流站可聽噪聲》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，所述諧波電流評(píng)估值En包括2次諧波電流評(píng)估值E 2、5 次諧波電流評(píng)估值E5、7次諧波電流評(píng)估值E7、11次諧波電流評(píng)估值E n、13次諧波電流評(píng)估 值E13，諧波電流評(píng)估值En中下標(biāo)n表示諧波電流的次數(shù)。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟4)的詳細(xì)步驟包括：
[0017] 4. 1)將噪聲評(píng)估值Ez作為第一優(yōu)先級(jí)對(duì)變流變壓器進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)噪聲評(píng)估值￡2大 于等于閾值1時(shí)，則判定變流變壓器噪聲超標(biāo)，轉(zhuǎn)到4. 2)，當(dāng)噪聲評(píng)估值Eyj、于閾值1時(shí)， 則判定變流變壓器噪聲未超標(biāo)，轉(zhuǎn)到4.2);
[0018] 4. 2)將2次諧波電流評(píng)估值E2作為第二優(yōu)先級(jí)對(duì)變壓器進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)變流變壓器 噪聲超標(biāo)，且2次諧波電流評(píng)估值E 2大于等于閾值1時(shí)，則判定變流變壓器運(yùn)行狀態(tài)差；當(dāng) 變流變壓器噪聲超標(biāo)，且2次諧波電流評(píng)估值&小于閾值1時(shí)，則判定變流變壓器運(yùn)行狀 態(tài)差；當(dāng)變流變壓器噪聲未超標(biāo)，且2次諧波電流評(píng)估值E 2大于等于閾值1時(shí)，則判定變流 變壓器運(yùn)行狀態(tài)差；當(dāng)變流變壓器噪聲未超標(biāo)，且2次諧波電流評(píng)估值E2小閾值1時(shí)，則轉(zhuǎn) 到 4. 3);
[0019] 4. 3)將電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估值E作為第三評(píng)估優(yōu)先級(jí)對(duì)變壓器進(jìn)行評(píng)估，當(dāng) 電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估值E小于閾值4/3時(shí)，則判定變流變壓器運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)；當(dāng)電能質(zhì) 量與噪聲綜合評(píng)估值E大于等于閾值4/3且小于閾值2時(shí)，則判定變流變壓器運(yùn)行狀態(tài)良； 當(dāng)電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估值E大于等于閾值2且小于閾值3時(shí)，則判定變流變壓器運(yùn)行 狀態(tài)較差；當(dāng)電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估值E大于等于閾值3時(shí)，則判定變流變壓器運(yùn)行狀態(tài) 差。
[0020] 作為以上所有技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟1)中采集信號(hào)的采樣周期S為 3~30秒，采樣次數(shù)為N次，N的優(yōu)選取值范圍為20~100次，所述電壓信號(hào)、電流信號(hào)與 噪聲信號(hào)同步采集。
[0021] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟2)中，根據(jù)對(duì)N個(gè)采樣周期采集的信 號(hào)分別計(jì)算出N個(gè)諧波電流值、電壓總諧波畸變率值、三相電壓不平衡度值、電壓偏差值和 噪聲值，取其95%概率值為對(duì)應(yīng)諧波電流指標(biāo)值、電壓總諧波畸變率指標(biāo)值、三相電壓不平 衡度指標(biāo)值、電壓偏差指標(biāo)值和噪聲指標(biāo)值。計(jì)算95%概率統(tǒng)計(jì)值的方法包括：將計(jì)算得 到的N個(gè)值按大小排序，剔除5%的最大值后剩余數(shù)值中的最大值為95%概率統(tǒng)計(jì)值。
[0022] 本發(fā)明還提供一種變流變壓器的電能質(zhì)量與噪聲評(píng)估超標(biāo)的應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)諧波 電流評(píng)估值En、電壓總諧波畸變率評(píng)估值ETmu、三相電壓不平衡度評(píng)估值Iu、電壓偏差評(píng)估 值ESu與噪聲評(píng)估值￡2是否大于1，判定對(duì)應(yīng)評(píng)估指標(biāo)是否超標(biāo)。當(dāng)噪聲超標(biāo)時(shí)，如電能質(zhì) 量指標(biāo)超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)排查對(duì)應(yīng)電能質(zhì)量問題，如電能質(zhì)量指標(biāo)不超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)排查變壓器鐵 心、繞組及冷卻系統(tǒng)的設(shè)備問題；當(dāng)噪聲不超標(biāo)時(shí)，如諧波電流超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)排查濾波器投 切問題，如電壓總諧波畸變率超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)排查濾波器投切問題或系統(tǒng)背景諧波，如電壓偏 差超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)排查無(wú)功補(bǔ)償投入問題，如三相電壓不平衡度超標(biāo)，應(yīng)重點(diǎn)排查控制方式問 題。
[0023] 本發(fā)明用于變流變壓器的電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估具有下述技術(shù)效果：本發(fā)明提 供了一種考慮優(yōu)先級(jí)的變流變壓器電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估的方法，通過對(duì)評(píng)估值劃分優(yōu) 先級(jí)，可以快速對(duì)變流變壓器的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷，同時(shí)，通過電能質(zhì)量與噪聲評(píng)估值體現(xiàn) 變流變壓器的電能質(zhì)量與噪聲的內(nèi)在聯(lián)系，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變流變壓器運(yùn)行狀態(tài)在線進(jìn)行電能 質(zhì)量與噪聲的綜合評(píng)估，為判斷變流變壓器可能存在的問題提供參考。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基本方法流程示意圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)劃分示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027] 如圖1所示，本實(shí)施例一種考慮優(yōu)先級(jí)的變流變壓器電能質(zhì)量與噪聲綜合評(píng)估方 法的步驟包括：
[0028] 1)采集信號(hào)：在預(yù)設(shè)采樣周期S內(nèi)連續(xù)采集變流變壓器的電壓信號(hào)、電流信號(hào)以 及噪聲信號(hào)；
[0029] 2)計(jì)算指標(biāo)值：根據(jù)電壓信號(hào)與電流信號(hào)計(jì)算出諧波電流指標(biāo)值、電壓總諧波畸 變率指標(biāo)值、三相電壓不平衡度指標(biāo)值、電壓偏差指標(biāo)值，諧波電流指標(biāo)值是指對(duì)電流信號(hào) 進(jìn)行諧波分解得到的諧波電流信號(hào)幅值，根據(jù)噪聲信號(hào)計(jì)算出噪聲指標(biāo)值；
[0030] 3)計(jì)算評(píng)估值：將諧波電流指標(biāo)值、電壓總諧波畸變率指標(biāo)值、三相電壓不平衡 度指標(biāo)值、電壓偏差指標(biāo)值、噪聲指標(biāo)值與指定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值相除計(jì)算出諧波電 流評(píng)估值En、電壓總諧波畸變率評(píng)估值ETmu、三相電壓不平衡度評(píng)估值Iu、電壓偏差評(píng)估值 ESu與噪聲評(píng)估值Ez;將諧波電流評(píng)估值En、電壓總諧波畸變率評(píng)估值ETmu、三相電壓不平 衡度評(píng)估值與電壓偏差評(píng)估值ESu中所有大于1的值的和與大于1的項(xiàng)數(shù)相減計(jì)算出 電能質(zhì)量評(píng)估值Ed;將電能質(zhì)量評(píng)估值Ed與噪聲評(píng)估值Ez相加計(jì)算出電能質(zhì)量與噪聲綜合 評(píng)估值E;
[0031] 4)劃分評(píng)估優(yōu)先級(jí)，評(píng)估變流變壓器的運(yùn)行狀態(tài)：將諧波電流評(píng)估值￡"、電能質(zhì)量 評(píng)估值Ed、噪聲評(píng)估值Ez、電能質(zhì)量和噪聲綜合評(píng)估值E劃分優(yōu)先級(jí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)， 評(píng)估變流變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。<