配電變壓器匝間短路在線監測系統及監測方法
2024-01-20 18:10:15
配電變壓器匝間短路在線監測系統及監測方法
【專利摘要】本發明涉及配電變壓器匝間短路在線監測系統及監測方法。本發明的目的是:實時監測配電變壓器的匝間短路情況以及及時作出故障診斷。因此，本發明提供一種配電變壓器匝間短路在線監測系統及監測方法，用電氣信號採集裝置採集配電變壓器的電氣參數，信號預處理單元將採集到的電氣參數轉換成數位訊號，數位訊號採集單元採集數位訊號並通過無線發送終端傳輸到數據處理和診斷單元，數據處理和診斷單元對接收到的數位訊號進行處理分析，並依據處理分析的結果進行故障診斷。本發明能夠對配電變壓器匝間短路故障進行實時在線監測，在故障早期就能及時發現故障，避免發生運行事故，延長配電變壓器的實際使用壽命，提高供電可靠性。
【專利說明】配電變壓器匝間短路在線監測系統及監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及配電變壓器故障診斷，尤其涉及配電變壓器匝間短路在線監測系統及監測方法。
【背景技術】
[0002]配電變壓器是電力系統中實現不同電壓等級電能轉換的高壓電氣設備，承擔著轉換電壓和電流以及傳輸電功率的任務，因此配電變壓器性能的好壞將直接影響電力系統的安全穩定運行，總而言之，變壓器就像是電網的「心臟」一樣重要。同樣，配電變壓器也是配電網的「心臟」，它的正常運行是整個配電網系統正常運行的關鍵。
[0003]配電變壓器發生匝間短路故障後，故障繞組會產生很大的短路電流，發熱量等各種損耗加大，反過來破壞絕緣，引起變壓器損壞。眾所周知，對於輕微的匝間短路故障，往往能夠繼續送出滿負荷電流，但是事故點已經被燒壞，如果不及時發現匝間短路，故障就會繼續發展，最終導致變壓器的燒毀，對用戶產生極大影響，嚴重影響供電安全及供電可靠性。
[0004]繞組是配電變壓器中最重要、最複雜也是最容易出現故障的部件。據統計資料表明:繞組的損壞率約佔整個變壓器故障的70%?80%。而繞組故障發生的原因主要是變壓器內部的絕緣失效造成的匝間短路。尤其對於IOKV的配電變壓器而言，其發生的故障90%以上都是匝間短路故障。在此情況下，就很有必要對變壓器匝間短路的情況進行研究，研製出行之有效的在線監測裝置，在變壓器發生輕微匝間短路之時就能發現，並產生故障信號上傳至控制中心，將故障變壓器退出運行，防止故障進一步發展造成變壓器爆炸等損壞。
【發明內容】
[0005]本發明的第一目的是:提供一種配電變壓器匝間短路在線監測系統，其可以實時監測配電變壓器的匝間短路情況以及及時作出故障診斷。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供一種配電變壓器匝間短路在線監測系統，包括順序電連接的電氣信號採集裝置、信號預處理單元、數位訊號採集單元、無線發送終端、數據處理和診斷單元；所述電氣信號採集裝置設置在配電變壓器上，用來採集配電變壓器的電氣參數，所述信號預處理單元將所述電氣信號採集裝置採集到的電氣參數轉換成數位訊號，所述數位訊號採集單元採集轉換後的數位訊號並通過所述無線發送終端傳輸到所述數據處理和診斷單元，所述數據處理和診斷單元對接收到的數位訊號進行處理分析，並依據處理分析的結果進行故障診斷。
[0007]優選的，所述配電變壓器的原方繞組和複方繞組上均設置電氣信號採集裝置。
[0008]優選的，所述電氣信號採集裝置為互感器。
[0009]優選的，所述數據處理和診斷單元根據所接收到的信號對配電變壓器故障程度進行判斷，並分級預警。
[0010]優選的，所述數據處理和診斷單元根據配電變壓器故障程度分為極輕微匝間短路、輕微匝間短路、一般匝間短路、嚴重匝間短路和極其嚴重匝間短路五級預警。[0011]優選的，所述數據處理和診斷單元根據所述五級預警中不同級別的預警對應作出運行I小時後停止變壓器運行、運行10分鐘後停止變壓器運行、運行5分鐘後停止變壓器運行、運行I分鐘後停止變壓器運行、立即停止變壓器運行五種故障處理方式。
[0012]優選的，所述數據處理和診斷單元與配電變壓器電連接，並控制配電變壓器的運行方式。
[0013]優選的，所述數據處理和診斷單元通過GSM以簡訊形式發出預警信號並且發送到指定手機。
[0014]本發明的第二目的是:提供一種配電變壓器匝間短路在線監測方法，可以實時監測配電變壓器的匝間短路情況以及及時作出故障診斷。
[0015]因此，本發明提供一種配電變壓器匝間短路在線監測方法，包括以下步驟:
[0016]SI設置配變電壓器的電能損耗閥值ε及配變電壓器的A相、B相、C相電能損耗
閥值ε a、ε b和ε。；
[0017]S2在線採集配變電壓器每相的電氣參數；
[0018]S3根據步驟S2採集到的電氣參數計算配變電壓器的總電能損耗值δ ；
[0019]S4將總電能損耗值δ與電能損耗閥值ε進行比較:若δ〈 ε，則繼續在線採集配變電壓器每相的電氣參數，若δ≥ε則說明配變電壓器發生故障，則繼續步驟S5;
[0020]S5計算每相的電能損耗值S a、δ b和δ。；
[0021]S6將每相的電能損耗值δ」 δ。與每相的電能損耗閥值ea、^和ε。分別進行比較:若某一相的的電能損耗值小於其對應的電能損耗閥值，則繼續在線採集某一相的電氣參數，若某一相的的電能損耗值大於其對應的電能損耗閥值，則說明某一相繞組發生故障；
[0022]S7對發生故障的某一相繞組進行故障嚴重程度分析；
[0023]S8輸出診斷結果。
[0024]相對於現有技術，本發明有如下優點:
[0025]能夠對配電變壓器匝間短路故障進行實時在線監測，在故障早期就能及時發現故障，避免發生運行事故，延長配電變壓器的實際使用壽命，提高供電可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1所示為本發明配電變壓器匝間短路在線監測系統的結構示意圖。
[0027]圖2所示為本發明另一實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步的詳細描述。
[0029]在下面的描述具體中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實現，因此，本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。
[0030]需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。[0031]如圖1所示，本實施例配電變壓器匝間短路在線監測系統，包括順序電連接的電氣信號採集裝置10、信號預處理單元20、數位訊號採集單元30、無線發送終端40、數據處理和診斷單元50 ;電氣信號採集裝置10設置在配電變壓器A上，配電變壓器的原方繞組和複方繞組上均設置電氣信號採集裝置，用來採集配電變壓器A的電氣參數(電壓、電流、時間等參數)，信號預處理單元20將電氣信號採集裝置10採集到的電氣參數轉換成數位訊號，數位訊號採集單元30採集轉換後的數位訊號並通過無線發送終端40傳輸到數據處理和診斷單元50，數據處理和診斷單元50對接收到的數位訊號進行處理分析，並依據處理分析的結果進行故障診斷。本實施例配電變壓器匝間短路在線監測系統對應的在線監測軟體能根據不同配電變壓器變比不同在I~10000之間調節，使得其能應用於不同類型配電變壓器。 [0032]數據處理和診斷單元50根據所接收到的信號對配電變壓器故障程度進行判斷，並分級預警，根據配電變壓器故障程度分為極輕微匝間短路、輕微匝間短路、一般匝間短路、嚴重匝間短路和極其嚴重匝間短路五級預警，並根據不同級別的預警對應作出運行I小時後停止變壓器運行、運行10分鐘後停止變壓器運行、運行5分鐘後停止變壓器運行、運行I分鐘後停止變壓器運行、立即停止變壓器運行五種故障處理方式。
[0033]進一步的，數據處理和診斷單元50與配電變壓器A電連接，並控制配電變壓器的運行方式。
[0034]進一步的，數據處理和診斷單元50通過GSM以簡訊形式發出預警信號並且發送到指定手機，從而實現無人值守的功能。
[0035]下面介紹應用上述配電變壓器匝間短路在線監測系統的檢測方法，本實施例配電變壓器匝間短路在線監測方法，包括以下步驟:
[0036]SI設置配變電壓器的電能損耗閥值ε及配變電壓器的A相、B相、C相電能損耗
閥值ε a、ε b和ε。；
[0037]S2在線採集配變電壓器每相的電氣參數；
[0038]S3根據步驟S2採集到的電氣參數計算配變電壓器的總電能損耗值δ ；
[0039]S4將總電能損耗值δ與電能損耗閥值ε進行比較:若δ〈ε，則繼續在線採集配變電壓器每相的電氣參數，若δ≥ε則說明配變電壓器發生故障，則繼續步驟S5;
[0040]S5計算每相的電能損耗值S a、δ b和δ。；
[0041]S6將每相的電能損耗值δ」 δ。與每相的電能損耗閥值ea、^和ε。分別進行比較:若某一相的的電能損耗值小於其對應的電能損耗閥值，則繼續在線採集某一相的電氣參數，若某一相的的電能損耗值大於其對應的電能損耗閥值，則說明某一相繞組發生故障；
[0042]S7對發生故障的某一相繞組進行故障嚴重程度分析；
[0043]S8輸出診斷結果。
[0044]上述方法不僅可以實時監測配電變壓器的匝間短路故障，還可以將故障精確定位。
[0045]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本發明構成任何限制。
【權利要求】
1.配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:包括順序電連接的電氣信號採集裝置、信號預處理單元、數位訊號採集單元、無線發送終端、數據處理和診斷單元；所述電氣信號採集裝置設置在配電變壓器上，用來採集配電變壓器的電氣參數，所述信號預處理單元將所述電氣信號採集裝置採集到的電氣參數轉換成數位訊號，所述數位訊號採集單元採集轉換後的數位訊號並通過所述無線發送終端傳輸到所述數據處理和診斷單元，所述數據處理和診斷單元對接收到的數位訊號進行處理分析，並依據處理分析的結果進行故障診斷。
2.根據權利要求1所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述電氣信號採集裝置設置在配電變壓器的原方繞組和複方繞組上。
3.根據權利要求1或2所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述電氣信號採集裝置為互感器。
4.根據權利要求2所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述數據處理和診斷單元根據所述處理分析的結果對配電變壓器故障程度進行分級預警。
5.根據權利要求4所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述數據處理和診斷單元根據配電變壓器故障程度分為極輕微匝間短路、輕微匝間短路、一般匝間短路、嚴重匝間短路和極其嚴重匝間短路五級預警。
6.根據權利要求5所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述數據處理和診斷單元根據所述五級預警中不同級別的預警對應作出運行I小時後停止變壓器運行、運行10分鐘後停止變壓器運行、運行5分鐘後停止變壓器運行、運行I分鐘後停止變壓器運行、立即停止變壓器運行五種故障處理方式。
7.根據權利要求6所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述數據處理和診斷單元與配電變壓器電連接，並控制配電變壓器的運行方式。
8.根據權利要求4~6任一所述的配電變壓器匝間短路在線監測系統，其特徵在於:所述數據處理和診斷單元通過GSM以簡訊形式發出預警信號並且發送到指定手機。
9.配電變壓器匝間短路在線監測方法，其特徵在於，包括以下步驟: SI設置配變電壓器的電能損耗閥值ε及配變電壓器的A相、B相、C相電能損耗閥值εa 、εb 和 εc ； S2在線採集配變電壓器每相的電氣參數； S3根據步驟S2採集到的電氣參數計算配變電壓器的總電能損耗值δ ； S4將總電能損耗值δ與電能損耗閥值ε進行比較:若δ〈ε，則繼續在線採集配變電壓器每相的電氣參數，若δ≥ε則說明配變電壓器發生故障，則繼續步驟S5; S5計算每相的電能損耗值Sa、6)3和δ。； S6將每相的電能損耗值εa 、εb 和 εc 。與每相的電能損耗閥值εa 、εb 和 εc 分別進行比較:若某一相的的電能損耗值小於其對應的電能損耗閥值，則繼續在線採集某一相的電氣參數，若某一相的的電能損耗值大於其對應的電能損耗閥值，則說明某一相繞組發生故障； S7對發生故障的某一相繞組進行故障嚴重程度分析； S8輸出診斷結果。
【文檔編號】G01R31/08GK103558494SQ201310533770
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】何正浩, 朱璐, 張曉飛, 黃忠康, 高志文, 李佩, 夏巍, 嶽鑫桂, 談發力 申請人:何正浩