一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质与流程
本申请要求申请日为2019年12月27日，申请号为201911380103.4的中国专利申请的优先权。
本申请涉及变压器分析领域，尤其涉及一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质。
背景技术：
变压器在电力系统的电力传输和转换中起着非常关键的作用，因此确保变压器的稳定运行对电力系统而言至关重要。短路故障是电网系统运行中主要的故障之一，当电网系统发生短路故障时，在短路电流的冲击下使得变压器绕组产生累积变形是导致变压器损毁的主要原因。因此，如何准确地分析出变压器绕组的累积变形程度，是预防变压器损毁的最有效方法。
频率响应法是目前应用较为广泛的变压器绕组变形分析方法，其拥有测试灵敏度高和抗干扰能力强的特点。在使用频率响应法对变压器绕组变形进行分析时，通常将分析频段分为三个固定的频段，分别为低频段(1khz～100khz)、中频段(100khz～600khz)和高频段(600khz～1mhz)，然后基于分得的频段对变压器绕组变形进行分析。虽然对不同的变压器都可以通过固定的分频段方法进行绕组形变分析，但是不能准确地分析出变压器绕组的变形程度。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供了一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质，用于解决现有在进行变压器绕组变形分析时，由于不同的变压器绕组结构类型和容量大小不同，使得对不同的变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度的技术问题。
本申请第一方面提供了一种变压器绕组变形分析方法，包括：
获取变压器绕组的测试频段和参考频段，其中，所述参考频段的配置过程为：基于所述变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点，对所述相频曲线进行分段后得到所述参考频段；
基于预置变形系数计算公式，根据所述测试频段和所述参考频段，计算得到所述变压器绕组的变形系数；
根据所述变形系数，基于所述变形系数与变形程度的对应关系，得到所述变形系数对应的变形程度，将所述变形程度作为所述变压器绕组的变形程度。
可选地，所述参考频段的配置过程具体包括：
获取所述变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点；
基于预置频率计算公式，根据所述起始频率点、过零频率点和终止频率点，计算所述参考频段的频率范围，得到对应的所述参考频段。
可选地，所述过零频率点具体包括第一过零频率点、第二过零频率点、第三过零频率点和第四过零频率点；
获取所述变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的所述第一过零频率点、所述第二过零频率点、所述第三过零频率点和所述第四过零频率点具体包括：
基于所述起始频率点依次增加频率，将所述相频曲线与横轴相交的前两个点分别记录为所述第一过零频率点和所述第二过零频率点；
基于所述终止频率点依次减小频率，记录所述相频曲线与横轴相交的前两个点分别为所述第四过零频率点和所述第三过零频率点。
可选地，所述参考频段的数量为六个；
六个所述参考频段分别为第一参考频段、第二参考频段、第三参考频段第四参考频段、第五参考频段和第六参考频段；
基于预置频率计算公式，根据所述起始频率点、过零频率点和终止频率点，计算所述参考频段的频率范围，得到对应的所述参考频段具体包括：
基于六个所述参考频段各自对应的预置频率计算公式，根据所述起始频率点、过零频率点和终止频率点，计算所述参考频段的频率范围，得到对应的所述参考频段。
可选地，所述第一参考频段对应的预置频率计算公式为：
式中，f1为起始频率点对应的频率，fn1为所述第一过零频率点对应对应的频率，p(fn1)为所述第一过零频率点的相位值，fa为第一频段的频率范围，p(fn1+1)为所述第一过零频率点增加1个频率点对应的相位值。
可选地，所述第二参考频段对应的预置频率计算公式为：
式中，fb为第二频段的频率范围，fn2为所述第二过频率点，p(fn2)为所述第二过零频率点的相位值，p(fn2+1)所述第二过零频率点增加1个频率点对应的相位值。
可选地，所述预置变形系数计算公式包括：
式中，
本申请第二方面提供了一种变压器绕组变形分析装置，包括：
采集单元，用于获取变压器绕组的测试频段和参考频段，其中，所述参考频段的配置过程为：基于所述变压器绕组参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点，对所述相频曲线进行分段后得到的；
计算单元，用于基于预置变形系数计算公式，根据所述测试频段和所述参考频段，计算得到所述变压器绕组的变形系数；
分析单元，用于根据所述变形系数，基于所述变形系数与变形程度的对应关系，得到所述变形系数对应的变形程度，将所述变形程度作为所述变压器的变形程度。
本申请第三方面提供了一种变压器绕组变形分析设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的变压器绕组变形分析方法。
本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的变压器绕组变形分析方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
发明人在研究现有技术时发现，变压器绕组的绕制方式和容量大小对频率响应的影响很大，即使在同一种故障类型下，对应的故障频段都会有区别。若采用固定的分频段方法对变压器变形进行分析，由于不同的变压器的绕组结构类型和容量大小不同，使得对不同的变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度。
本申请提供了一种变压器绕组变形分析方法，首先获取变压器绕组的测试频段和参考频段，然后基于预置变形系数计算公式，根据所述测试频段和所述参考频段，计算得到所述变压器绕组的变形系数，接着由于变形系数和变形程度之间存在对应关系，便可以根据该对应关系获取变形系数对应的变成程度，该变形程度即为变压器绕组的变形程度，上述的分析过程中，参考频段是通过变压器绕组参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点，对所述相频曲线进行分段后得到的，而其中不同的相频曲线对应的起始频率点、过零频率点和终止频率点是不同的相频曲线，即用于分参考频段的点针对不同的相频曲线是不同的，分段后得到的参考频段是针对该条相频曲线的(即该变压器绕组的)，不同的相频曲线的分段也不一样，相较于现有技术中的固定的分段，本申请的变压器绕组变形分析方法能根据的不同变压器绕组特性划分出相对应的频段，解决了现有技术在对变压器绕组分析时，因为不同变压器的绕组结构和容量大小不同，使得对不同变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中一种变压器绕组变形分析方法第一实施例的流程示意图；
图2为本申请实施例中一种变压器绕组变形分析方法第二实施例的流程示意图；
图3为本申请实施例中一种变压器绕组变形分析装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质，解决了现有在进行变压器绕组分析时，由于不同变压器的绕组结构类型和容量大小不同，使得对不同的变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度的技术问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中一种变压器绕组变形分析方法第一实施例的流程示意图。
步骤101、获取变压器绕组的测试频段和参考频段，其中，参考频段的配置过程为：基于变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点，对相频曲线进行分段后得到参考频段。
对于测试频段的获取，可以是通过频率测试仪测试变压器绕组的频率响应序列后得到的。
需要说明的是，通过变压器绕组的频率响应序列可以得到幅频曲线和相频曲线，研究发现，过零频率点往往预示着系统的容性和感性的突变，也意味着不同参数的影响发生了突变，可用于变压器绕组的相频曲线的频段划分。
步骤102、基于预置变形系数计算公式，根据测试频段和参考频段，计算得到变压器绕组的变形系数。
可以理解的是，预置变形系数计算公式也就是变压器绕组相关系数公式，通过测试频段和参考频段对应频率响应序列的幅值的平均值，基于变形系数计算公式，得到变压器绕组在各个参考频段内的变形系数。
步骤103、根据所变形系数，基于变形系数与变形程度的对应关系，得到变形系数对应的变形程度，将变形程度作为变压器绕组的变形程度。
通过分析在各个参考频段中的变形系数和变形程度的对应关系，得到变压器绕组在各个参考频段的变形程度。可以理解的是，通过步骤102得到的变形系数是多个，且一个变形系数对应一个变形程度，那可能存在的变成程度是多个，而这些变形程度可能针对的是变压器绕组的不同故障类型，也即一个变压器绕组可能同时存在多种类型的故障类型，也即变形程度类型，例如，变压器绕组可能同时存在严重的匝间短路故障、严重的扭曲和鼓包变形故障、严重的整体移位故障，也可能是上述三种变形类型的一种。
本申请提供一种变压器绕组变形分析方法第一实施例，通过获取变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点，由于相位过零频率点往往预示着变压器绕组的容性和感性的突变，也意味着不同参数的影响发生了突变，利用起始频率点、过零频率点和终止频率点对参考频率响应序列的相频曲线进行分段得到参考频段，基于预置变形系数计算公式计算得到参考频段的频率范围，通过变形系数计算公式得到参考频段的变形系数，基于变形系数与变形程度的对应关系，分析得到变压器绕组的变形程度。针对不同的变压器绕组进行相应的分频段变形分析，能够准确地分析出不同变压器绕组的变形程度，解决了现有技术在对变压器绕组分析时，因为不同变压器的绕组结构和容量大小不同，使得对不同变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种变压器绕组变形分析方法的第一实施例，以下为本申请实施例提供的一种变压器绕组变形分析方法的第二实施例。
请参阅图2，本申请实施例中一种变压器绕组变形分析方法第二实施例的流程示意图。
步骤201、获取变压器绕组的测试频段。
需要说明的是，可以通过频率测试仪测试变压器绕组的频率响应序列从而得到变压器绕组的测试频段。
步骤202、获取变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点和终止频率点。
需要说明的是，获取变压器绕组出厂时的频率响应序列，根据该响应频率序列得到变压器绕组的相频曲线，将相频曲线的起始点定义为起始频率点、将终止点定义为终止频率点。
步骤203、基于起始频率点依次增加频率，记录相频曲线与横轴相交的前两个点分别为第一过零频率点和第二过零频率点，基于终止频率点依次减小频率，记录相频曲线与横轴相交的前两个点分别为第四过零频率点和第三过零频率点。
需要说明的是，发明人在研究中发现，从相频曲线起止频率点依次增加频率，当频率曲线第一次和第二次过零的频率点；以及从相频曲线终止频率点减少频率，当频率曲线第一次和第二次过零的频率点，这四个过零的频率点适合作为划分变压器绕组出厂时的频率响应序列的点。
步骤204、基于六个参考频段各自对应的预置频率计算公式，根据起始频率点、过零频率点和终止频率点，计算参考频段的频率范围，得到对应的参考频段。
假设变压器绕组出厂时的频率响应序列的起始频率点为f1，得到的四个过零频率点分别为第一过零频率点fn1、第二过零频率点fn2、第三过零频率点fn3、第四过零频率点fn4，终止频率点为f1000。
那么，六个参考频段各自对应的预置频率计算公式分别为：
式中，fa为第一频段的频率范围，f1为起始频率点对应的频率，fn1为第一过零频率点对应的频率，p(fn1)为第一过零频率点的相位值，p(fn1+1)为第一过零频率点增加1个频率点对应的相位值。
需要说明的是，fa为：根据起始频率点为f1和第一过零频率点fn1基于计算公式(1)，计算得到的一个频段的频率范围。
式中，fb为b频段的频率范围，fn2为第二过零频率点，p(fn2)为第二过零频率点的相位值，p(fn2+1)为第二过零频率点增加1个频率点对应的相位值。
需要说明的是，fb为：根据第一过零频率点fn1和第二过零频率点fn2基于计算公式(2)，计算得到的一个频段的频率范围。
式中，fc为第三频段的频率范围，fn3为第三过频率点，p(fn3)为第三过零频率点的相位值，p(fn3-1)为第三过零频率点减少1个频率点对应的相位值。
需要说明的是，fc为：根据第二过零频率点fn2和第三过零频率点fn3基于计算公式(3)，计算得到的一个频段的频率范围。
式中，fd为第四频段的频率范围，fn4为第四过频率点，p(fn4)为第四过零频率点的相位值，p(fn4-1)第四过零频率点增加1个频率点对应的相位值。
需要说明的是，fd为：根据第三过零频率点fn3和第四过零频率点fn4基于计算公式(4)，计算得到的一个频段的频率范围。
式中，fe为第五频段的频率范围。，f1000为终止频率点。
需要说明的是，fe为：根据第四过零频率点fn4和终止频率点f1000基于计算公式(5)，计算得到的一个频段的频率范围。
式中，ff为第六频段的频率范围。
需要说明的是，ff为：根据第四过零频率点fn4和终止频率点f1000基于计算公式(6)，计算得到的一个频率范围。
通过上述计算公式，将变压器绕组出厂时的频率响应序列的相频曲线划分为六个频段，并得出六个频段的具体频率范围。
步骤205、基于预置变形系数计算公式，根据测试频段和上述参考频段，计算得到变压器绕组的变形系数。
可以理解的是，将变压器绕组的各个测试频段和各个参考频段所对应的幅值的平均值，基于变形系数计算公式，计算得到变压器绕组在各个参考频段内的变形系数。
变形系数计算公式为：
式中，
步骤206、根据变形系数，基于变形系数与变形程度的对应关系，得到变形系数对应的变形程度，将变形程度作为变压器绕组的变形程度。
通过分析在各个参考频段中的变形系数和变形程度的对应关系，得到变压器绕组在各个参考频段的变形关系，需要说明的是，一个变压器绕组能够同时存在多种类型的故障类型，也即变形程度类型。
假设在低频段中变形系数为0.9≤r≤0.95,则说明绕组可能存在轻度的匝间短路故障；若r＜0.9时，则绕组可能存在严重的匝间短路故障。
假设在中频段中变形系数为0.9≤r≤0.95,则说明绕组可能存在轻度的扭曲和鼓包故障；若r＜0.9时，则绕组可能存在严重的扭曲和鼓包变形故障。
假设在高频段中变形系数为0.9≤r≤0.95,则说明绕组可能存在严重的整体移位故障，若r＜0.9时，则绕组可能存在严重的整体移位故障。
本申请提供一种变压器绕组变形分析方法第二实施例，根据变压器绕组出厂时的频率响应序列的相频曲线的，起始频率点、过零频率点、终止频率点，基于预置的频率计算公式，将变压器绕组的频率划分为六个具体的参考频段，基于预置变形系数公式、根据测试频段和参考频段对应的幅值分别计算六个参考频段的变形系数，再通过变形系数与变形程度的对应关系得到变压器绕组的变形程度，本实施例针对不同的变压器绕组进行相应的分频段变形分析，解决了现有技术在对变压器绕组分析时，因为不同变压器的绕组结构和容量大小不同，使得对不同变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种变压器绕组变形分析方法的第二实施例，以下为本申请实施例提供的一种变压器绕组变形分析装置的实施例，具体请参阅图3。
本实施例中的一种变压器绕组变形分析装置，包括：
采集单元301，用于获取变压器绕组的测试频段和参考频段，其中，参考频段的配置过程为：基于变压器绕组的参考频率响应序列的相频曲线的起始频率点、过零频率点和终止频率点，对相频曲线进行分段后得到的；
计算单元302，用于基于预置变形系数计算公式，根据测试频段和参考频段，计算得到变压器绕组的变形系数；
分析单元303，用于根据变形系数，基于变形系数与变形程度的对应关系，得到变形系数对应的变形程度，将变形程度作为变压器的变形程度。
本实施例中，针对不同的变压器绕组进行相应的分频段变形分析，能够准确地分析出不同变压器绕组的变形程度，解决了现有技术在对变压器绕组分析时，因为不同变压器的绕组结构和容量大小不同，使得对不同变压器绕组的变形分析存在较大的差异性，从而不能准确地分析出变压器绕组变形程度的技术问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种变压器绕组变形分析设备，包括处理器以及存储器；存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码中的指令执行第一实施例或第二实施例的优化方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质，其特征在于，存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行第一实施例或第二实施例的优化方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个待安装电网网络，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
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