一種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置製造方法
2023-06-13 10:31:51
一種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置製造方法
【專利摘要】一種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置，由35kV乾式電抗器與電壓互感器、電流互感器串連接，深度錄波儀分別連接電壓互感器、電流互感器，結合所建立的電壓互感器、電流互感器的寬頻模型，反算出運行電壓和電流數值；深度錄波儀分別連接有電光轉換器A、穩壓電源並接地，在深度錄波儀上罩有屏蔽箱；深度錄波儀的電光轉換器A通過光纖與電光轉換器B連接，電光轉換器B通過網線與遠程微機連接。通過本裝置可實現對35kV乾式電抗器匝間短路的檢測。
【專利說明】-種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型輸入電力系統電氣設備狀態監測方法範疇，使用與帶電運行中的35kV 乾式電抗器的匝間短路故障監測裝置結構【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 電抗器是因其電感特性而應用於電力系統中的裝置或器件，在電路中起到無功補 償、限流、平波、濾波、阻尼、移相等作用，是電力系統中一種常用的、重要的電力設備。隨著 電力系統的發展，電網容量和用電負荷越來越大，隨之帶來系統短路電流增大、峰谷懸殊、 電壓波動大、功率因數偏低和開關容量不夠等問題。隨著電子工業的發展。電力系統中接 入了大量的非線性元件，這些元件使系統中出現了嚴重的高次諧波電流。為解決這些問題， 需在大型樞紐變電所中安裝電抗器，因此電抗器的需求量越來越大。乾式空心電抗器與傳 統油浸式鐵芯電抗器相比具有質量小、安裝簡單、維護量小、運行成本低等優點，近年來發 展迅速，在電力系統中運用日益廣泛。但乾式空心電抗器在運行過程中時有匝間短路的現 象發生，進而導致電抗器燒毀、系統被迫將其切除的事故。
[0003] 行波法於20世紀50年代提出，在電力系統輸配電線路和埋地電纜的故障檢測中 得到了廣泛的應用，其基本原理是依據波沿導體方向在介質中傳播過程中遇到波阻抗不連 續產生的透射和反射現象對導體波阻抗的連續性進行檢測，從而對線路發生的開路、短路 及不可靠連接進行判斷。
[0004] 電抗器繞組的匝間短路是由於在投切過程的載流過電壓累計效應、運輸過程、生 產階段以及長時間運行下的絕緣老化等因素的影響下造成的絕緣損壞最終演變而成的線 匝間的短路現象。圖2給出了電抗器發生匝間短路的結構示意圖。而行波法的原理則是基 于波的傳播方式，行波在媒質中傳播時，由于波阻抗的改變，波形會發生反射。通過調研，電 抗器繞組平均導線長度約為2000m，因此可以近似看成是多導體傳輸線，其在高頻下寄生參 數將其主要作用，而行波在繞組中的傳播則主要由繞組導體的這些分布參數有關，當發生 匝間短路時，該分布參數將發生改變，從而影響行波在繞組中的傳播過程。當發生匝間短路 時，可認為在電抗器繞組匝間並聯了一個數值很小的跨接阻抗，該跨接阻抗可是為電抗器 繞組的一個負荷間斷點，入射波將在此位置發生透射和反射，從波的傳播過程上則體現為 波的反射時間提前，因此，利用反射波形的變化可以實現繞組故障的診斷。
【發明內容】
[0005] 本實用新型研究了基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置。該裝置 基於行波檢測技術，實現35kV乾式電抗器匝間短路故障檢測，通過該散射參數獲得了電容 式電壓互感器的電壓傳輸特性，用以修正採集信號，以獲得準確的電壓信息，滿足其工程 實用性要求。
[0006] 為了實現上述目的本實用新型採用如下所述的技術方案：
[0007] -種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置，由35kV乾式電抗器與 電壓互感器、電流互感器連接，深度錄波儀分別連接電壓互感器、電流互感器，深度錄波儀 分別連接有電光轉換器A、穩壓電源並接地，在深度錄波儀上罩有屏蔽箱；深度錄波儀的電 光轉換器A通過光纖與電光轉換器B連接，電光轉換器B通過網線與遠程微機連接。
[0008] 本實用新型的有益效果是：本裝置能夠記錄故障發生時的穩態、低頻故障信息，還 能記錄故障發生初期的高頻暫態行波故障信息；啟動判據全面、快捷，操作靈活；後臺分析 軟體功能齊全，性能可靠；適用於對各種電壓等級的變電站、發電廠進行行波故障記錄與分 析。通過在變電站、發電查安裝該裝置，可通過高頻暫態行波記錄及可靠數學方法評判實現 35kV乾式電抗器的狀態監測，及時發現35kV乾式電抗器繞組內部發生的匝間短路故障，為 運行人員和繼電保護裝置提供可靠數據，並實現對變電站、電廠電力系統的保護，提高供電 可靠性和安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實用新型結構示意圖；
[0010] 圖2為電抗器繞組的匝間結構示意圖；
[0011] 圖3 (a)為CVT①②埠間的電壓傳輸特性幅頻特性圖；
[0012] 圖3 (b)為CVT①②埠間的電壓傳輸特性相頻特性圖；
[0013] 圖4為正常狀態下的電抗器繞組波過程（第一指紋量）
[0014] 圖5 (a)為第一指紋量的小波變換分解係數圖（第二指紋量）；
[0015] 圖5(b)為第一指紋量的小波變換分解係數局部極大值圖（第二指紋量）。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖詳細說明本實用新型。
[0017] 一種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置，由35kV乾式電抗器與 電壓互感器、電流互感器連接，深度錄波儀分別連接電壓互感器、電流互感器，深度錄波儀 分別連接有電光轉換器A、穩壓電源並接地，在深度錄波儀上罩有屏蔽箱；深度錄波儀的電 光轉換器A通過光纖與電光轉換器B連接，電光轉換器B通過網線與遠程微機連接。
[0018] 本實用新型利用變電站開關操作產生的瞬態高頻操作波作為電抗器入口的入射 激勵，提出一種基於行波監測技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測方法及其實現方案。測 量系統主要由就地測量儀器，遠端監控系統和通信系統構成。測量儀器包括深度錄波裝置、 寬頻探頭，整個測量儀器由不間斷穩壓電源模塊供電，監控系統包括高性能工控微機和監 控軟體；
[0019] 本實用新型其遠程微機監控程序通過小波變換對監測信號進行分解，獲得其時頻 域分析結果，時域信號及小波分析，通過對比各個峰值對應的時間，如果發現反射時間較正 常反射時間提前，則判斷電抗器內部出現匝間短路。
[0020] 本實用新型中對電容式電壓互感器的散射參數進行了準確測量，通過該散射參數 獲得了電容式電壓互感器的電壓傳輸特性，用以修正採集信號，以獲得準確的電壓信息。
[0021] 本實用新型主要由就地測量儀器，遠端監控系統和通信系統構成。測量儀器包括 深度錄波裝置、寬頻探頭，整個測量儀器由不間斷穩壓電源模塊供電，監控系統包括高性能 工控微機和監控軟體，具備遠程通信和監測、數據存儲、查詢和讀取功能；為了實現信號的 準確測量而不受變電站環境電磁騷擾的影響，信號和命令傳輸採用光纖通訊方式，通訊系 統包括光電轉換和電光轉換模塊和光纖。為了提高整個測量系統的抗強電磁騷擾能力，整 個就地測量系統安裝於屏蔽箱內，監控系統位於保護小室內。
[0022] 錄波儀選用通道間相互隔離的寬頻帶（帶寬為30MHz)錄波裝置，錄波儀探頭也應 具有匹配的帶寬。不間斷穩壓電源可以採用大容量鋰電池配合逆變器實現或者應採用具有 屏蔽供電電纜且具有穩壓電路的交流供電方式。
[0023] 各元器件的功能參數為：
[0024] 1)深度錄波儀
[0025]
【權利要求】
1. 一種基於行波技術的35kV乾式電抗器匝間短路檢測裝置，其特徵在於，包括35kV幹 式電抗器、電壓互感器、電流互感器、深度錄波儀、遠程微機、電光轉換器B ;其連接結構為： 35kV乾式電抗器與電壓互感器、電流互感器串連接，深度錄波儀分別連接電壓互感器、電流 互感器；深度錄波儀分別連接有電光轉換器A、穩壓電源並接地，在深度錄波儀上罩有屏蔽 箱；深度錄波儀的電光轉換器A通過光纖與電光轉換器B連接，電光轉換器B通過網線與遠 程微機連接。
【文檔編號】G01R31/02GK204065297SQ201420151133
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】覃日升, 陳晶, 李勝男, 徐志, 邢超 申請人:雲南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院, 雲南電網公司技術分公司