(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210645232.7 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 国网河北省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 050000 河北省石家庄市裕华区体 育 南大街238号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 高树国　曾四鸣　王庚森　刘宏亮　 田源　王丽丽　代璐健　 (74)专利代理 机构 北京和联顺知识产权代理有 限公司 1 1621 专利代理师 冯学毅 (51)Int.Cl. G01R 31/62(2020.01) G01B 7/16(2006.01)G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变 检测方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种变压器绕组在多次短路 冲击下的形变检测方法及系统， 包括： 建立变压 器耦合场模 型， 变压器耦合场模 型用于模拟变压 器绕组承受多次短路冲击， 并产生形变； 在变压 器耦合场模 型的固体力学模块设置疲劳节点， 疲 劳节点用于生成形变的累积效应； 基于疲劳节点 在多次短路中的稳态形变量、 受力分布情况， 构 建变压器形变检测模型， 变压器形变检测模型用 于通过获取变压器绕组的短路阻抗变化率， 生成 变压器绕组的短路冲击次数和形变量； 本发明可 以针对不同在运变压器的实际情况， 通过调整模 型的电气参数， 得到相应的结果， 为变压器提供 合理的寿命 预测， 提高了变压器绕组抗短路能力 的预见性。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115219954 A 2022.10.21 CN 115219954 A 1.一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变 检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立变压器耦合场模型， 所述变压器耦合场模型用于模拟变压器绕组承受多次短路冲 击， 并产生形变； 在所述变压器耦合场模型的固体力学模块设置疲劳节点， 所述疲劳节点用于生成所述 形变的累积效应； 基于所述疲劳节点在多次短路中的稳态形变量、 受力分布情况， 构建变压器形变检测 模型， 所述变压器形变检测模型用于通过获取所述变压器绕组的短路阻抗变化率， 生成所 述变压器绕组的短路冲击次数和形变量。 2.根据权利要求1所述一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变检测方法， 其特征在 于： 在建立变压器耦合场模型的过程中， 基于所述变压器绕组的物理场及研究方法， 根据 变压器的工作 原理， 设置磁 ‑路‑力耦合场； 根据电气参数建立变压器几何模型， 定义材料参 数； 设置物理场状态； 进行网格划分； 配置求 解器并计算结果。 3.根据权利要求2所述一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变检测方法， 其特征在 于： 在生成所述形变的累积效应的过程中， 通过将上一次所述短路冲击后的稳态形变量、 受力分布情况， 作为下一次所述短路冲击的输入进行计算， 以此等效冲击对变压器产生的 劣化影响以及所述绕组遭受多次短路冲击累积效应。 4.根据权利要求3所述一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变检测方法， 其特征在 于： 在生成所述变压器绕组 的短路冲击次数和形变量的过程中， 基于所述短路冲击次数和 所述形变量， 获取所述形变量与所述短路冲击次数的第一关系， 根据所述第一关系， 判断变 压器是否产生故障， 其中， 当所述变压器绕组的形变产生 突变时， 所述变压器发生故障。 5.根据权利要求4所述一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变检测方法， 其特征在 于： 在构建变压器形变检测模型的过程中， 基于所述短路冲击次数和所述形变量， 构建变 压器故障预测模型， 通过收集所述变压器形变检测模型生成的所述形变量， 预测所述变压 器是否发生故障以及故障情况。 6.根据权利要求5所述一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变检测方法， 其特征在 于： 在变压器 绕组产生形变的过程中， 绕组受到电磁力时,其形状会发生改变， 所述形变量 的方程表达式为： 其中， E为杨氏模数； F为应力； ε为应变； L为物体的长度； ΔL为在应力下所增加或减小 的长度。 7.根据权利要求6所述一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变检测方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115219954 A 2于： 在变压器绕组产生形变的过程中， 应力F包括轴向漏磁产生的辐向应力 Fx， 以及辐向漏 磁则产生轴向应力Fy； Fx＝ByILW Fy＝BxILW 其中， By表示辐向漏磁通密度， Bx表示辐向漏磁通密度， I表示导线中的电流， L表示导线 的长度， W表示绕组的匝数。 8.一种变压器绕组在多次短路冲击下的形变 检测系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于采集变压器绕组的短路阻抗变化 率； 形变检测模块， 用于通过如权利要求1 ‑7的任一权利要求所述的形变检测方法， 根据所 述短路阻抗变化 率， 生成所述变压器绕组的形变量； 故障预测模块， 用于根据所述形变量， 预测变压器是否发生故障以及故障情况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115219954 A 3