考虑优先级的变流变压器电能质量与噪声综合评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种考虑优先级的变流变压器电能质量与噪 声综合评估方法。
【背景技术】
[0002] 变流变压器包含高压直流输电用换流变压器、工业用变流变压器及牵引用变流变 压器。目前变流变压器面临的主要问题是电能质量差与噪声大，主要是由于其承担了交直 流的电能变换任务，且主要是用在大功率变换的场所，在电能变换过程中负载将产生大量 的谐波，其窜入变压器中将引起变压器发热及振动、噪声加剧；同时，由于交直流电能变换， 变压器极易发生直流偏磁，从而使得变压器励磁电流出现偶次分量，加剧变压器的振动与 噪声。针对变流变压器存在的问题，当前仅开展了电网电能质量的评估方法研宄，没有开展 变流变压器的电能质量与噪声内在联系及综合评估方法等方面的研宄。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：针对当前变流变压器存在的电能质量差与噪声大的 问题，提供一种考虑优先级的变流变压器电能质量与噪声综合评估方法，给出电能质量与 噪声的对应关系，以此评判变流变压器的运行状态，并提供可行的应对措施。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种考虑优先级的变流变压器电 能质量与噪声综合评估方法，步骤包括：
[0005] 1)在预设采样周期S内连续采集变流变压器的电压信号、电流信号和噪声信号；
[0006] 2)根据所述电压信号与电流信号计算出谐波电流指标值、电压总谐波畸变率指标 值、三相电压不平衡度指标值、电压偏差指标值，所述谐波电流指标值是指对电流信号进行 谐波分解得到的谐波电流信号幅值，根据所述噪声信号计算出噪声指标值；
[0007] 3)将所述谐波电流指标值、电压总谐波畸变率指标值、三相电压不平衡度指标值、 电压偏差指标值、噪声指标值与指定标准数据的相应标准值相除计算出谐波电流评估值 En、电压总谐波畸变率评估值ETHDU、三相电压不平衡度评估值lu、电压偏差评估值ESu与噪 声评估值Ez;将所述谐波电流评估值En、电压总谐波畸变率评估值ETHDU、三相电压不平衡度 评估值Eeu与电压偏差评估值ESu中所有大于1的值的和与大于1的项数相减计算出电能 质量评估值Ed;将所述电能质量评估值Ed与所述噪声评估值Ez相加计算出电能质量与噪声 综合评估值E;
[0008] 4)将所述谐波电流评估值En、噪声评估值Ez、电能质量和噪声综合评估值E划分 优先级，按所述优先级的顺序根据预设评估标准评估所述变流变压器的运行状态。
[0009] 进一步地，所述步骤1)中，所述电压信号是指变流变压器交流侧二次侧电压信号 通过变比转换成的一次侧电压信号，所述电流信号是指变流变压器交流侧二次侧电流信号 通过变比转换成的一次侧电流信号，所述噪声信号指变流变压器可听噪声信号。
[0010] 进一步地，所述步骤2)的详细步骤包括：
[0011] 2. 1)将所述电压信号分解为包括相位和幅值的0-25次谐波电压信号，将所述电 流信号分解为包括相位和幅值的0-25次谐波电流信号；
[0012] 2. 2)根据所述电压信号、电流信号、0-25次谐波电压信号和0-25次谐波电流信号 计算出谐波电流指标值、电压总谐波畸变率指标值、三相电压不平衡度指标值、电压偏差指 标值；
[0013] 2. 3)根据所述噪声信号计算出噪声指标值。
[0014] 进一步地，所述步骤3)中，所述指定标准数据的相应标准值是指电能质量国家标 准或电能质量国际标准中记载的电压总谐波畸变率标准值、三相电压不平衡度标准值、电 压偏差标准值和噪声标准值，以及根据电能质量国家标准或电能质量国际标准换算得到的 谐波电流标准值。所述电能质量国家标准包括：GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》、 GB/T 15543-2008《电能质量三相电压不平衡》、GB/T 12325-2008《电能质量供电电压偏 差》、GB/T 22075-2008《高压直流换流站可听噪声》等国家标准文件。
[0015] 进一步地，所述步骤3)中，所述谐波电流评估值En包括2次谐波电流评估值E 2、5 次谐波电流评估值E5、7次谐波电流评估值E7、11次谐波电流评估值E n、13次谐波电流评估 值E13，谐波电流评估值En中下标n表示谐波电流的次数。
[0016] 进一步地，所述步骤4)的详细步骤包括：
[0017] 4. 1)将噪声评估值Ez作为第一优先级对变流变压器进行评估，当噪声评估值￡2大 于等于阈值1时，则判定变流变压器噪声超标，转到4. 2)，当噪声评估值Eyj、于阈值1时， 则判定变流变压器噪声未超标，转到4.2);
[0018] 4. 2)将2次谐波电流评估值E2作为第二优先级对变压器进行评估，当变流变压器 噪声超标，且2次谐波电流评估值E 2大于等于阈值1时，则判定变流变压器运行状态差；当 变流变压器噪声超标，且2次谐波电流评估值&小于阈值1时，则判定变流变压器运行状 态差；当变流变压器噪声未超标，且2次谐波电流评估值E 2大于等于阈值1时，则判定变流 变压器运行状态差；当变流变压器噪声未超标，且2次谐波电流评估值E2小阈值1时，则转 到 4. 3);
[0019] 4. 3)将电能质量与噪声综合评估值E作为第三评估优先级对变压器进行评估，当 电能质量与噪声综合评估值E小于阈值4/3时，则判定变流变压器运行状态优；当电能质 量与噪声综合评估值E大于等于阈值4/3且小于阈值2时，则判定变流变压器运行状态良； 当电能质量与噪声综合评估值E大于等于阈值2且小于阈值3时，则判定变流变压器运行 状态较差；当电能质量与噪声综合评估值E大于等于阈值3时，则判定变流变压器运行状态 差。
[0020] 作为以上所有技术方案的进一步优选，所述步骤1)中采集信号的采样周期S为 3~30秒，采样次数为N次，N的优选取值范围为20~100次，所述电压信号、电流信号与 噪声信号同步采集。
[0021] 作为上述技术方案的进一步优选，所述步骤2)中，根据对N个采样周期采集的信 号分别计算出N个谐波电流值、电压总谐波畸变率值、三相电压不平衡度值、电压偏差值和 噪声值，取其95%概率值为对应谐波电流指标值、电压总谐波畸变率指标值、三相电压不平 衡度指标值、电压偏差指标值和噪声指标值。计算95%概率统计值的方法包括：将计算得 到的N个值按大小排序，剔除5%的最大值后剩余数值中的最大值为95%概率统计值。
[0022] 本发明还提供一种变流变压器的电能质量与噪声评估超标的应对措施。根据谐波 电流评估值En、电压总谐波畸变率评估值ETmu、三相电压不平衡度评估值Iu、电压偏差评估 值ESu与噪声评估值￡2是否大于1，判定对应评估指标是否超标。当噪声超标时，如电能质 量指标超标，应重点排查对应电能质量问题，如电能质量指标不超标，应重点排查变压器铁 心、绕组及冷却系统的设备问题；当噪声不超标时，如谐波电流超标，应重点排查滤波器投 切问题，如电压总谐波畸变率超标，应重点排查滤波器投切问题或系统背景谐波，如电压偏 差超标，应重点排查无功补偿投入问题，如三相电压不平衡度超标，应重点排查控制方式问 题。
[0023] 本发明用于变流变压器的电能质量与噪声综合评估具有下述技术效果：本发明提 供了一种考虑优先级的变流变压器电能质量与噪声综合评估的方法，通过对评估值划分优 先级，可以快速对变流变压器的运行状态做出判断，同时，通过电能质量与噪声评估值体现 变流变压器的电能质量与噪声的内在联系，可以实现对变流变压器运行状态在线进行电能 质量与噪声的综合评估，为判断变流变压器可能存在的问题提供参考。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例的基本方法流程示意图。
[0025] 图2为本发明实施例的评估标准划分示意图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而 限制本发明的保护范围。
[0027] 如图1所示，本实施例一种考虑优先级的变流变压器电能质量与噪声综合评估方 法的步骤包括：
[0028] 1)采集信号：在预设采样周期S内连续采集变流变压器的电压信号、电流信号以 及噪声信号；
[0029] 2)计算指标值：根据电压信号与电流信号计算出谐波电流指标值、电压总谐波畸 变率指标值、三相电压不平衡度指标值、电压偏差指标值，谐波电流指标值是指对电流信号 进行谐波分解得到的谐波电流信号幅值，根据噪声信号计算出噪声指标值；
[0030] 3)计算评估值：将谐波电流指标值、电压总谐波畸变率指标值、三相电压不平衡 度指标值、电压偏差指标值、噪声指标值与指定标准数据的相应标准值相除计算出谐波电 流评估值En、电压总谐波畸变率评估值ETmu、三相电压不平衡度评估值Iu、电压偏差评估值 ESu与噪声评估值Ez;将谐波电流评估值En、电压总谐波畸变率评估值ETmu、三相电压不平 衡度评估值与电压偏差评估值ESu中所有大于1的值的和与大于1的项数相减计算出 电能质量评估值Ed;将电能质量评估值Ed与噪声评估值Ez相加计算出电能质量与噪声综合 评估值E;
[0031] 4)划分评估优先级，评估变流变压器的运行状态：将谐波电流评估值￡"、电能质量 评估值Ed、噪声评估值Ez、电能质量和噪声综合评估值E划分优先级，根据预设的评估标准， 评估变流变压器的运行状态。<