專利名稱：一種基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變壓器油紙絕緣受潮診斷方法，特別是關于一種基于介質響應特 征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法。
背景技術：
目前，幾乎全部IlOkV及以上等級變壓器均采用油紙絕緣，但是在長期運行過程 中，受潮會使油紙絕緣含水量增加。含水量過高不僅影響油紙絕緣的絕緣強度，還會進一步 加速絕緣老化，降低設備的機械壽命和電氣壽命，影響設備的安全運行。
介質響應技術是檢測變壓器油紙絕緣含水量的一種無損診斷技術，該技術通過變 壓器的介質響應曲線的變化判斷變壓器油紙絕緣含水量。介質響應技術可以分為數據測試 和數據分析兩部分，前者是通過測試取得變壓器的介質響應數據，后者是對所得數據進行 分析并判斷變壓器的油紙絕緣是否受潮?，F階段介質響應技術的數據測試技術已經日趨成 熟，但數據分析技術還存在問題，通過介質響應數據曲線定性判斷含水量主要存在以下兩 個問題一是對測試數據的頻率范圍要求較高，通常在ImHz 5kHz，在該頻率范圍下，測試 時間長，ImHz IHz的數據測試難度大，現場可操作性差；二是對測試溫度的依賴性大，不 同溫度下的測試曲線無法進行對比分析。發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種對測試數據的頻率范圍和測試溫度的依 賴性較小、判斷準確、易于實施的基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法。
為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種基于介質響應特征的變壓器油 紙絕緣受潮診斷方法，其包括以下步驟(I)在變壓器出廠溫升試驗中，根據獲取介質響應 曲線的方法，隨著變壓器的自然降溫，在20°c 60°C、測試頻率在IHz 5kHz范圍內測取 三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線；(2)計算由步驟(I)獲得的任意一條變 壓器介質響應曲線極小值的幅值，并將該幅值設為變壓器油紙絕緣的原始介質響應極小 值；(3)變壓器投運后，診斷其油紙絕緣是否受潮，在該變壓器停運后，再根據測取介質響 應曲線的方法，在測試溫度20°C 60°C、測試頻率IHz 5kHz的范圍內，測取一條變壓 器的介質響應曲線，作為待診斷介質響應曲線；(4)計算待診斷介質響應曲線極小值的幅 值，并將該幅值設為變壓器油紙絕緣的待診斷介質響應極小值；(5)將由步驟(4)獲得的 待診斷介質響應極小值與由步驟(2)獲得的原始介質響應極小值進行比較，若待診斷介質 響應極小值明顯變大，則初步判斷為該變壓器油紙絕緣受潮；如需進一步確認該判斷是否 準確，則進入下一步繼續(xù)診斷；(6)分別計算由步驟(I)獲得的兩兩相交的三條變壓器介 質響應曲線的三個交點，并分別計算出三個交點所在的頻率和幅值，將這三個交點設為該 變壓器油紙絕緣的原始介損溫度不變點；(7)在進一步診斷確認變壓器油紙絕緣是否受潮 時，在該變壓器停運后，根據測取介質響應曲線的方法，在測試溫度20°C 60°C、測試頻率 lHz-5kHz的范圍內，隨著變壓器的自然降溫，分別測取三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線，作為待診斷介質響應曲線；(8)分別計算測得的三條待診斷介質響應曲線兩兩相交的三個交點，并分別計算出三個交點所在的頻率和幅值，將這三個交點設為該變壓器油紙絕緣的待診斷介損溫度不變點；(9)將由步驟(8)獲得的待診斷介損溫度不變點與步驟(6)獲得的原始介損溫度不變點進行比較，若三個待診斷介損溫度不變點的頻率和幅值均明顯變大，尤其是幅值明顯變大，則判斷為該變壓器油紙絕緣受潮。
所述步驟(I)中，對于雙繞組變壓器，通過測量高壓-低壓得到所述變壓器介質響應曲線；對于三繞組變壓器，測量高壓-中壓或中壓-低壓得到所述變壓器介質響應曲線。
所述步驟(6)中，每個介損溫度不變點均是由交點前后兩條曲線上離交點最近的四個離散點計算得到的，假設其中一個介損溫度不變點為O (X，Y)，距該介損溫度不變點O (X，Y)最近的四個離散點分別為 A (XII,Yll),B (X12，Y12)、C (X21，Y21)和 D (Χ22，Υ22)， 則介損溫度不變點O (X，Y)的坐標為
X= (Χ11ΧΧ21ΧΥ12-Χ12ΧΧ21ΧΥ11-Χ11ΧΧ22ΧΥ12+Χ12ΧΧ22ΧΥ11-Χ11ΧΧ21Χ Υ22+Χ11ΧΧ22ΧΥ21+Χ12ΧΧ21ΧΥ22-Χ12ΧΧ22ΧΥ21)/(Χ11ΧΥ21-Χ21ΧΥ11-Χ11ΧΥ22-Χ1 2XΥ21+Χ21 XΥ12+Χ22XYl 1+Χ12ΧΥ22-Χ22ΧΥ12)；
Y= (Χ11ΧΥ12ΧΥ21-Χ12ΧΥ11ΧΥ21-Χ11ΧΥ12ΧΥ22+Χ12ΧΥ11ΧΥ22-Χ21ΧΥ11Χ Υ22+Χ22ΧΥ11ΧΥ21+Χ21ΧΥ12ΧΥ22-Χ22ΧΥ12ΧΥ21)/(Χ11ΧΥ21-Χ21ΧΥ11-Χ11ΧΥ22-Χ12X Υ21+Χ21 X Υ12+Χ22 X Yl 1+Χ12Χ Υ22-Χ22 X Υ12)。
本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于采用變壓器油紙絕緣在測試溫度20°c 60°C、測試頻率IHz 5kHz范圍內的介質響應數據即可判斷變壓器油紙絕緣受潮，因此對測試數據的頻率范圍和測試溫度的依賴性較小，明顯提高了現場測試的可操作性，降低了數據獲取的難度，同時大大縮短了現場測試的時間。2、本發(fā)明由于在初步診斷時采用介質響應極小值，進一步診斷時采用介損溫度不變點的診斷方式，介質響應極小值診斷所需數據量少簡單易行，介損溫度不變點診斷所需數據量大更加可靠，因此本發(fā)明的診斷流程科學合理。2、本發(fā)明由于將待診斷介質響應極小值和待診斷介損溫度不變點與原始介質響應極小值和原始介損溫度不變點進行比較，根據介質響應極小值和介損溫度不變點的變化判斷油紙絕緣受潮，因此本發(fā)明的診斷方法實施較為容易、便捷。本發(fā)明可以廣泛在各種變壓器油紙絕緣受潮診斷中應用。


圖1是本發(fā)明的整體流程示意圖2是本發(fā)明的通過介質響應極小值判斷變壓器油紙絕緣受潮示意圖；其中，帶有方形框的曲線為原始介質響應曲線，帶有三角形的曲線為待診斷介質響應曲線；
圖3是本發(fā)明的介損溫度不變點示意圖；
圖4是本發(fā)明的介損溫度不變點坐標計算示意圖5是本發(fā)明的通過介損溫度不變點判斷變壓器油紙絕緣受潮示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
如圖1所示，本發(fā)明是根據變壓器油紙絕緣在測試溫度20°C 60°C，測試頻率IHz 5kHz范圍內介質響應曲線的極小值和介損溫度不變點判斷變壓器油紙絕緣是否受潮。由于變壓器油紙絕緣受潮后，其介質響應曲線的極小值將會明顯變大，介損溫度不變點的頻率和幅值也會變大，尤其是幅值會明顯變大。本發(fā)明根據這一原理，提出的基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法是將待診斷介質響應極小值與原始介質響應極小值進行比較，若待診斷介質響應極小值明顯變大，則可初步判斷為該變壓器油紙絕緣受潮； 如需進一步確認該判斷，則可以將待診斷的三個介損溫度不變點與原始三個介損溫度不變點進行比較，若三個待診斷介損溫度不變點的頻率和幅值均明顯變大，尤其是幅值明顯變大，則可判斷為該變壓器油紙絕緣受潮。其具體步驟如下
I)在變壓器出廠溫升試驗中，根據現有技術中獲取介質響應曲線的方法，隨著變壓器的自然降溫，在20°C 60°C、測試頻率在IHz 5kHz范圍內，測取三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線；
對于雙繞組變壓器，可通過測量高壓-低壓得到上述變壓器介質響應曲線；對于三繞組變壓器，可測量高壓-中壓或中壓-低壓得到上述變壓器介質響應曲線，此時需要注明所測量對象是高壓-中壓還是中壓-低壓，以便在變壓器停運后比較相同油紙絕緣的介質響應曲線。
2)計算由步驟I)獲得的任意一條變壓器介質響應曲線極小值的幅值，并將該幅值設為變壓器油紙絕緣的原始介質響應極小值(如圖2所示)；由于實際測量到的介質響應曲線是由離散的數據點相連得到的，因此極小值幅值的計算實際上是從 所得數據的幅值序列中選取極小值。
3)變壓器投運后，若需診斷其油紙絕緣是否受潮，可在該變壓器停運后，再根據現有技術中測取介質響應曲線的方法，在測試溫度20°C 60°C、測試頻率IHz 5kHz的范圍內，測取一條變壓器的介質響應曲線，作為待診斷介質響應曲線。
4)計算待診斷介質響應曲線極小值的幅值，并將該幅值設為變壓器油紙絕緣的待診斷介質響應極小值(如圖2所示)。
5)將由步驟4)獲得的待診斷介質響應極小值與由步驟2)獲得的原始介質響應極小值進行比較(如圖2所示)，若待診斷介質響應極小值明顯變大，則可以初步判斷為該變壓器油紙絕緣受潮；如需進一步確認該判斷是否準確，則進入下一步繼續(xù)診斷。
6)分別計算由步驟I)獲得的兩兩相交的三條變壓器介質響應曲線的三個交點，并分別計算出三個交點所在的頻率和幅值，將這三個交點設為該變壓器油紙絕緣的原始介損溫度不變點(如圖3所示)；
如圖4所示，由于實際測量到的介質響應曲線是由離散的數據點相連得到的，因此每個介損溫度不變點均是由交點前后兩條曲線上離交點最近的四個離散點計算得到的； 假設其中一個介損溫度不變點為O (X，Y)，距該介損溫度不變點O (X，Y)最近的四個離散點分別為 A (XII, Yll), B (X12，Y12)、C (X21，Y21)和 D (Χ22，Υ22)，則介損溫度不變點 O (X，Y)的坐標為
X= (Χ11ΧΧ21ΧΥ12-Χ12ΧΧ21ΧΥ11-Χ11ΧΧ22ΧΥ12+Χ12ΧΧ22ΧΥ11-Χ11ΧΧ21Χ Υ22+Χ11ΧΧ22ΧΥ21+Χ12ΧΧ21ΧΥ22-Χ12ΧΧ22ΧΥ21)/(Χ11ΧΥ21-Χ21ΧΥ11-Χ11ΧΥ22-Χ1 2XΥ21+Χ21 XΥ12+Χ22XYl 1+Χ12ΧΥ22-Χ22ΧΥ12)；
Y= (Χ11ΧΥ12ΧΥ21-Χ12ΧΥ11ΧΥ21-Χ11ΧΥ12ΧΥ22+Χ12ΧΥ11ΧΥ22-Χ21ΧΥ11ΧY22+X22XY11XY21+X21XY12XY22-X22XY12XY21)/(X11XY21-X21XY11-X11XY22-X1 2 X Υ21+Χ21 X Υ12+Χ22 X Yl 1+Χ12Χ Υ22-Χ22 X Υ12)。
7)在進一步診斷確認變壓器油紙絕緣是否受潮時，在該變壓器停運后，根據現有技術中測取介質響應曲線的方法，在測試溫度20°C 60°C、測試頻率lHz-5kHz的范圍內， 隨著變壓器的自然降溫，分別測取三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線，作為待診斷介質響應曲線。
8)分別計算測得的三條待診斷介質響應曲線兩兩相交的三個交點，并分別計算出三個交點所在的頻率和幅值，將這三個交點設為該變壓器油紙絕緣的待診斷介損溫度不變
9)將由步驟8)獲得的待診斷介損溫度不變點與步驟6)獲得的原始介損溫度不變點進行比較(如 圖5所示)，若三個待診斷介損溫度不變點的頻率和幅值均明顯變大，尤其是幅值明顯變大，則可判斷為該變壓器油紙絕緣受潮。
上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的連接和結構都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術方案的 基礎上，凡根據本發(fā)明原理對個別部件的連接和結構進行的改進和等同變換，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法，其包括以下步驟(1)在變壓器出廠溫升試驗中，根據獲取介質響應曲線的方法，隨著變壓器的自然降溫，在20°C 60°C、測試頻率在IHz 5kHz范圍內測取三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線；(2)計算由步驟(I)獲得的任意一條變壓器介質響應曲線極小值的幅值，并將該幅值設為變壓器油紙絕緣的原始介質響應極小值；(3)變壓器投運后，診斷其油紙絕緣是否受潮，在該變壓器停運后，再根據測取介質響應曲線的方法，在測試溫度20°C 60°C、測試頻率IHz 5kHz的范圍內，測取一條變壓器的介質響應曲線，作為待診斷介質響應曲線；(4)計算待診斷介質響應曲線極小值的幅值，并將該幅值設為變壓器油紙絕緣的待診斷介質響應極小值；(5)將由步驟(4)獲得的待診斷介質響應極小值與由步驟(2)獲得的原始介質響應極小值進行比較，若待診斷介質響應極小值明顯變大，則初步判斷為該變壓器油紙絕緣受潮； 如需進一步確認該判斷是否準確，則進入下一步繼續(xù)診斷；(6)分別計算由步驟(I)獲得的兩兩相交的三條變壓器介質響應曲線的三個交點，并分別計算出三個交點所在的頻率和幅值，將這三個交點設為該變壓器油紙絕緣的原始介損溫度不變點；(7)在進一步診斷確認變壓器油紙絕緣是否受潮時，在該變壓器停運后，根據測取介質響應曲線的方法，在測試溫度20°C 60°C、測試頻率lHz-5kHz的范圍內，隨著變壓器的自然降溫，分別測取三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線，作為待診斷介質響應曲線；(8)分別計算測得的三條待診斷介質響應曲線兩兩相交的三個交點，并分別計算出三個交點所在的頻率和幅值，將這三個交點設為該變壓器油紙絕緣的待診斷介損溫度不變占.(9)將由步驟(8)獲得的待診斷介損溫度不變點與步驟(6)獲得的原始介損溫度不變點進行比較，若三個待診斷介損溫度不變點的頻率和幅值均明顯變大，尤其是幅值明顯變大，則判斷為該變壓器油紙絕緣受潮。
2.如權利要求1所述的一種基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法，其特征在于所述步驟(I)中，對于雙繞組變壓器，通過測量高壓-低壓得到所述變壓器介質響應曲線；對于三繞組變壓器，測量高壓-中壓或中壓-低壓得到所述變壓器介質響應曲線。
3.如權利要求1或2所述的一種基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法， 其特征在于所述步驟(6)中，每個介損溫度不變點均是由交點前后兩條曲線上離交點最近的四個離散點計算得到的，假設其中一個介損溫度不變點為O (X，Y)，距該介損溫度不變點 O (Χ，Υ)最近的四個離散點分別為 A (XII,Yll),B (X12，Y12)、C (X21，Y21)和 D (Χ22， Υ22)，則介損溫度不變點O (X，Y)的坐標為X= (Χ11ΧΧ21ΧΥ12-Χ12ΧΧ21ΧΥ11-Χ11ΧΧ22ΧΥ12+Χ12ΧΧ22ΧΥ11-Χ11ΧΧ21ΧΥ22+ Χ11ΧΧ22ΧΥ21+Χ12ΧΧ21ΧΥ22-Χ12ΧΧ22ΧΥ21)/(Χ11ΧΥ21-Χ21ΧΥ11-Χ11ΧΥ22-Χ12ΧΥ 21+Χ21 XΥ12+Χ22XYl 1+Χ12ΧΥ22-Χ22ΧΥ12)；Y= (Χ11ΧΥ12ΧΥ21-Χ12ΧΥ11ΧΥ21-Χ11ΧΥ12ΧΥ22+Χ12ΧΥ11ΧΥ22-Χ21ΧΥ11ΧΥ22+
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于介質響應特征的變壓器油紙絕緣受潮診斷方法，步驟為1)變壓器出廠溫升試驗中選一條變壓器介質響應曲線，以及三條變壓器不同溫度下兩兩相交的介質響應曲線；2)計算一條變壓器介質響應曲線極小值的幅值作為原始介質響應極小值；3)取得待診斷介質響應曲線；4)計算待診斷介質響應曲線極小值的幅值作為待診斷介質響應極小值；5)將待診斷的與原始的介質響應極小值進行比較判斷是否受潮；如需進一步確認進入下一步；6)計算三條變壓器介質響應曲線的三個交點及其頻率和幅值作為原始介損溫度不變點；7)獲取三條兩兩相交的待診斷介質響應曲線；8)計算三條待診斷介質響應曲線三個交點及其頻率和幅值作為待診斷介損溫度不變點；9)將待診斷介損溫度不變點與原始介損溫度不變點比較，判斷變壓器油紙絕緣是否受潮。
文檔編號G01N27/00GK102998338SQ201210474348
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權日2012年11月20日
發(fā)明者許淵, 劉有為, 王文煥, 趙強 申請人:中國電力科學研究院