配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。本發(fā)明的目的是:實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器的匝間短路情況以及及時(shí)作出故障診斷。因此，本發(fā)明提供一種配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，用電氣信號(hào)采集裝置采集配電變壓器的電氣參數(shù)，信號(hào)預(yù)處理單元將采集到的電氣參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)采集單元采集數(shù)字信號(hào)并通過無線發(fā)送終端傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理和診斷單元，數(shù)據(jù)處理和診斷單元對接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理分析，并依據(jù)處理分析的結(jié)果進(jìn)行故障診斷。本發(fā)明能夠?qū)ε潆娮儔浩髟验g短路故障進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，在故障早期就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，避免發(fā)生運(yùn)行事故，延長配電變壓器的實(shí)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(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電變壓器是電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)電能轉(zhuǎn)換的高壓電氣設(shè)備，承擔(dān)著轉(zhuǎn)換電壓和電流以及傳輸電功率的任務(wù)，因此配電變壓器性能的好壞將直接影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，總而言之，變壓器就像是電網(wǎng)的“心臟”一樣重要。同樣，配電變壓器也是配電網(wǎng)的“心臟”，它的正常運(yùn)行是整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
[0003]配電變壓器發(fā)生匝間短路故障后，故障繞組會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，發(fā)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，對于輕微的匝間短路故障，往往能夠繼續(xù)送出滿負(fù)荷電流，但是事故點(diǎn)已經(jīng)被燒壞，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)匝間短路，故障就會(huì)繼續(xù)發(fā)展，最終導(dǎo)致變壓器的燒毀，對用戶產(chǎn)生極大影響，嚴(yán)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、最復(fù)雜也是最容易出現(xiàn)故障的部件。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明:繞組的損壞率約占整個(gè)變壓器故障的70%?80%。而繞組故障發(fā)生的原因主要是變壓器內(nèi)部的絕緣失效造成的匝間短路。尤其對于IOKV的配電變壓器而言，其發(fā)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(jìn)行研究，研制出行之有效的在線監(jiān)測裝置，在變壓器發(fā)生輕微匝間短路之時(shí)就能發(fā)現(xiàn)，并產(chǎn)生故障信號(hào)上傳至控制中心，將故障變壓器退出運(yùn)行，防止故障進(jìn)一步發(fā)展造成變壓器爆炸等損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的是:提供一種配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其可以實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器的匝間短路情況以及及時(shí)作出故障診斷。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括順序電連接的電氣信號(hào)采集裝置、信號(hào)預(yù)處理單元、數(shù)字信號(hào)采集單元、無線發(fā)送終端、數(shù)據(jù)處理和診斷單元；所述電氣信號(hào)采集裝置設(shè)置在配電變壓器上，用來采集配電變壓器的電氣參數(shù)，所述信號(hào)預(yù)處理單元將所述電氣信號(hào)采集裝置采集到的電氣參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)采集單元采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)并通過所述無線發(fā)送終端傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)處理和診斷單元，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元對接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理分析，并依據(jù)處理分析的結(jié)果進(jìn)行故障診斷。
[0007]優(yōu)選的，所述配電變壓器的原方繞組和復(fù)方繞組上均設(shè)置電氣信號(hào)采集裝置。
[0008]優(yōu)選的，所述電氣信號(hào)采集裝置為互感器。
[0009]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元根據(jù)所接收到的信號(hào)對配電變壓器故障程度進(jìn)行判斷，并分級(jí)預(yù)警。
[0010]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元根據(jù)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(yán)重匝間短路和極其嚴(yán)重匝間短路五級(jí)預(yù)警。[0011]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元根據(jù)所述五級(jí)預(yù)警中不同級(jí)別的預(yù)警對應(yīng)作出運(yùn)行I小時(shí)后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行10分鐘后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行5分鐘后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行I分鐘后停止變壓器運(yùn)行、立即停止變壓器運(yùn)行五種故障處理方式。
[0012]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元與配電變壓器電連接，并控制配電變壓器的運(yùn)行方式。
[0013]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元通過GSM以短信形式發(fā)出預(yù)警信號(hào)并且發(fā)送到指定手機(jī)。
[0014]本發(fā)明的第二目的是:提供一種配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測方法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器的匝間短路情況以及及時(shí)作出故障診斷。
[0015]因此，本發(fā)明提供一種配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0016]SI設(shè)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在線采集配變電壓器每相的電氣參數(shù)；
[0018]S3根據(jù)步驟S2采集到的電氣參數(shù)計(jì)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(jìn)行比較:若δ〈 ε，則繼續(xù)在線采集配變電壓器每相的電氣參數(shù)，若δ≥ε則說明配變電壓器發(fā)生故障，則繼續(xù)步驟S5;
[0020]S5計(jì)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(jìn)行比較:若某一相的的電能損耗值小于其對應(yīng)的電能損耗閥值，則繼續(xù)在線采集某一相的電氣參數(shù)，若某一相的的電能損耗值大于其對應(yīng)的電能損耗閥值，則說明某一相繞組發(fā)生故障；
[0022]S7對發(fā)生故障的某一相繞組進(jìn)行故障嚴(yán)重程度分析；
[0023]S8輸出診斷結(jié)果。
[0024]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]能夠?qū)ε潆娮儔浩髟验g短路故障進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，在故障早期就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，避免發(fā)生運(yùn)行事故，延長配電變壓器的實(shí)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(fā)明配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0029]在下面的描述具體中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0030]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。[0031]如圖1所示，本實(shí)施例配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括順序電連接的電氣信號(hào)采集裝置10、信號(hào)預(yù)處理單元20、數(shù)字信號(hào)采集單元30、無線發(fā)送終端40、數(shù)據(jù)處理和診斷單元50 ;電氣信號(hào)采集裝置10設(shè)置在配電變壓器A上，配電變壓器的原方繞組和復(fù)方繞組上均設(shè)置電氣信號(hào)采集裝置，用來采集配電變壓器A的電氣參數(shù)(電壓、電流、時(shí)間等參數(shù))，信號(hào)預(yù)處理單元20將電氣信號(hào)采集裝置10采集到的電氣參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)采集單元30采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)并通過無線發(fā)送終端40傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理和診斷單元50，數(shù)據(jù)處理和診斷單元50對接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理分析，并依據(jù)處理分析的結(jié)果進(jìn)行故障診斷。本實(shí)施例配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)對應(yīng)的在線監(jiān)測軟件能根據(jù)不同配電變壓器變比不同在I~10000之間調(diào)節(jié)，使得其能應(yīng)用于不同類型配電變壓器。 [0032]數(shù)據(jù)處理和診斷單元50根據(jù)所接收到的信號(hào)對配電變壓器故障程度進(jìn)行判斷，并分級(jí)預(yù)警，根據(jù)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(yán)重匝間短路和極其嚴(yán)重匝間短路五級(jí)預(yù)警，并根據(jù)不同級(jí)別的預(yù)警對應(yīng)作出運(yùn)行I小時(shí)后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行10分鐘后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行5分鐘后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行I分鐘后停止變壓器運(yùn)行、立即停止變壓器運(yùn)行五種故障處理方式。
[0033]進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)處理和診斷單元50與配電變壓器A電連接，并控制配電變壓器的運(yùn)行方式。
[0034]進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)處理和診斷單元50通過GSM以短信形式發(fā)出預(yù)警信號(hào)并且發(fā)送到指定手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)無人值守的功能。
[0035]下面介紹應(yīng)用上述配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)的檢測方法，本實(shí)施例配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0036]SI設(shè)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在線采集配變電壓器每相的電氣參數(shù)；
[0038]S3根據(jù)步驟S2采集到的電氣參數(shù)計(jì)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(jìn)行比較:若δ〈ε，則繼續(xù)在線采集配變電壓器每相的電氣參數(shù)，若δ≥ε則說明配變電壓器發(fā)生故障，則繼續(xù)步驟S5;
[0040]S5計(jì)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(jìn)行比較:若某一相的的電能損耗值小于其對應(yīng)的電能損耗閥值，則繼續(xù)在線采集某一相的電氣參數(shù)，若某一相的的電能損耗值大于其對應(yīng)的電能損耗閥值，則說明某一相繞組發(fā)生故障；
[0042]S7對發(fā)生故障的某一相繞組進(jìn)行故障嚴(yán)重程度分析；
[0043]S8輸出診斷結(jié)果。
[0044]上述方法不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)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(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括順序電連接的電氣信號(hào)采集裝置、信號(hào)預(yù)處理單元、數(shù)字信號(hào)采集單元、無線發(fā)送終端、數(shù)據(jù)處理和診斷單元；所述電氣信號(hào)采集裝置設(shè)置在配電變壓器上，用來采集配電變壓器的電氣參數(shù)，所述信號(hào)預(yù)處理單元將所述電氣信號(hào)采集裝置采集到的電氣參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)采集單元采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)并通過所述無線發(fā)送終端傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)處理和診斷單元，所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元對接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理分析，并依據(jù)處理分析的結(jié)果進(jìn)行故障診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電氣信號(hào)采集裝置設(shè)置在配電變壓器的原方繞組和復(fù)方繞組上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電氣信號(hào)采集裝置為互感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元根據(jù)所述處理分析的結(jié)果對配電變壓器故障程度進(jìn)行分級(jí)預(yù)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元根據(jù)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(yán)重匝間短路和極其嚴(yán)重匝間短路五級(jí)預(yù)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元根據(jù)所述五級(jí)預(yù)警中不同級(jí)別的預(yù)警對應(yīng)作出運(yùn)行I小時(shí)后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行10分鐘后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行5分鐘后停止變壓器運(yùn)行、運(yùn)行I分鐘后停止變壓器運(yùn)行、立即停止變壓器運(yùn)行五種故障處理方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元與配電變壓器電連接，并控制配電變壓器的運(yùn)行方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求4~6任一所述的配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理和診斷單元通過GSM以短信形式發(fā)出預(yù)警信號(hào)并且發(fā)送到指定手機(jī)。
9.配電變壓器匝間短路在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: SI設(shè)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在線采集配變電壓器每相的電氣參數(shù)； S3根據(jù)步驟S2采集到的電氣參數(shù)計(jì)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(jìn)行比較:若δ〈ε，則繼續(xù)在線采集配變電壓器每相的電氣參數(shù)，若δ≥ε則說明配變電壓器發(fā)生故障，則繼續(xù)步驟S5; S5計(jì)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(jìn)行比較:若某一相的的電能損耗值小于其對應(yīng)的電能損耗閥值，則繼續(xù)在線采集某一相的電氣參數(shù)，若某一相的的電能損耗值大于其對應(yīng)的電能損耗閥值，則說明某一相繞組發(fā)生故障； S7對發(fā)生故障的某一相繞組進(jìn)行故障嚴(yán)重程度分析； S8輸出診斷結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103558494SQ201310533770
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】何正浩, 朱璐, 張曉飛, 黃忠康, 高志文, 李佩, 夏巍, 岳鑫桂, 談發(fā)力 申請人:何正浩