本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置和應(yīng)用上述的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置的變壓器電流波形特征試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

電力變壓器造價(jià)昂貴，一旦發(fā)生嚴(yán)重故障會造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，而很多變壓器故障都是由小的絕緣缺陷逐步發(fā)展起來的，因此定量研究變壓器絕緣損壞程度具有重要意義。在變壓器絕緣層出現(xiàn)損壞時(shí)，研究得到其與放電電流的關(guān)系，以后在變壓器運(yùn)行中通過分析放電電流發(fā)現(xiàn)絕緣損傷，能夠起到防患于未然的作用。但目前缺乏研究繞組出現(xiàn)不同程度絕緣缺陷時(shí)電流特征的手段，對其分析停留在電路等效分析的層面，無法確定實(shí)際發(fā)生絕緣損壞隱患時(shí)對應(yīng)的電流波形，無法對放電的嚴(yán)重程度及放電特征做出判斷，缺乏定量的試驗(yàn)研究結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種變壓器電流波形特征試驗(yàn)方法和裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中電路等效分析無法判斷絕緣損壞導(dǎo)致的放電嚴(yán)重程度的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置，包括：調(diào)壓設(shè)備、一次側(cè)、一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備、二次側(cè)、二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備、額定負(fù)載，其中，

所述調(diào)壓設(shè)備的輸入端與輸入電源電連接，所述調(diào)壓設(shè)備的輸出端與所述一次側(cè)上安裝的一次側(cè)繞組的一個(gè)引出線電連接，所述一次側(cè)繞組的另一個(gè)引出線接地；

所述一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備耦合在所述一次側(cè)繞組的其中一個(gè)引出線上；

所述二次側(cè)上安裝的二次側(cè)繞組的一個(gè)引出線與所述額定負(fù)載的輸入端電連接，所述二次側(cè)繞組的另一個(gè)引出線接地；

所述二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備耦合在所述二次側(cè)繞組的其中一個(gè)引出線上；

所述一次側(cè)繞組的絕緣層為第一預(yù)設(shè)厚度，所述二次側(cè)繞組的絕緣層為第二預(yù)設(shè)厚度。

可選地，所述一次側(cè)包括：一次側(cè)繞組安裝部和所述一次側(cè)繞組，所述一次側(cè)繞組可拆卸地安裝在所述一次側(cè)繞組安裝部上。

可選地，所述二次側(cè)包括：二次側(cè)繞組安裝部和所述二次側(cè)繞組，所述二次側(cè)繞組可拆卸地安裝在所述二次側(cè)繞組安裝部上。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種應(yīng)用上述的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置的變壓器電流波形特征試驗(yàn)方法，包括：

接通所述輸入電源后，通過所述一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的所述一次側(cè)繞組的第一電流波形，通過所述二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的所述二次側(cè)繞組的第二電流波形；

提取所述第一電流波形的第一電流波形特征和所述第二電流波形的第二電流波形特征；

將所述第一電流波形特征和所述第二電流波形特征按照所述一次側(cè)繞組的絕緣層厚度和所述二次側(cè)繞組的絕緣層厚度進(jìn)行分類和特征分析。

可選地，在接通所述輸入電源之前，所述方法還包括：

在所述一次側(cè)上安裝具有所述第一預(yù)設(shè)厚度的所述一次側(cè)繞組，在所述二次側(cè)上安裝具有所述第二預(yù)設(shè)厚度的所述二次側(cè)繞組。

可選地，在通過所述一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的所述一次側(cè)繞組的第一電流波形，通過所述二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的所述二次側(cè)繞組的第二電流波形之前，所述方法還包括：

接通所述輸入電源，通過所述調(diào)壓設(shè)備在所述一次側(cè)的額定輸入電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)所述一次側(cè)輸入電壓。

可選地，提取所述第一電流波形的第一電流波形特征和所述第二電流波形的第二電流波形特征包括：

通過時(shí)域分析和/或頻域分析，提取所述第一電流波形的第一電流波形特征和所述第二電流波形的第二電流波形特征。

可選地，所述時(shí)域分析包括以下至少之一：

電流波形幅值計(jì)算、電流波形陡度計(jì)算、電流對時(shí)間積分量計(jì)算。

可選地，所述頻域分析包括以下至少之一：

傅里葉頻率域分布分析、小波分析。

通過本發(fā)明，采用通過一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的一次側(cè)繞組的第一電流波形，通過二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的二次側(cè)繞組的第二電流波形；提取第一電流波形的第一電流波形特征和第二電流波形的第二電流波形特征；將第一電流波形特征和第二電流波形特征按照一次側(cè)繞組的絕緣層厚度和二次側(cè)繞組的絕緣層厚度進(jìn)行分類和特征分析的方式，解決了電路等效分析無法判斷絕緣損壞導(dǎo)致的放電嚴(yán)重程度的問題，通過模擬試驗(yàn)為變壓器繞組絕緣損壞提供了分析依據(jù)。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本實(shí)施例中提供了一種繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該裝置包括：調(diào)壓設(shè)備10、一次側(cè)20、一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備30、二次側(cè)40、二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備50、額定負(fù)載60，其中，

調(diào)壓設(shè)備10的輸入端與輸入電源電連接，調(diào)壓設(shè)備10的輸出端與一次側(cè)20上安裝的一次側(cè)繞組21的一個(gè)引出線電連接，一次側(cè)繞組21的另一個(gè)引出線接地；一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備30耦合在一次側(cè)繞組21的其中一個(gè)引出線上；二次側(cè)40上安裝的二次側(cè)繞組41的一個(gè)引出線與額定負(fù)載60的輸入端電連接，二次側(cè)繞組41的另一個(gè)引出線接地；二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備50耦合在二次側(cè)繞組41的其中一個(gè)引出線上；一次側(cè)繞組21的絕緣層為第一預(yù)設(shè)厚度，二次側(cè)繞組41的絕緣層為第二預(yù)設(shè)厚度。

通過上述裝置，由于第一預(yù)設(shè)厚度的絕緣層和第二預(yù)設(shè)厚度的絕緣層的損壞程度(即絕緣層厚度)已知，因此，通過一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備30和二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備50分別采集一次側(cè)20和二次側(cè)40的電流并分析其電流特征，便能夠總結(jié)得到特定損壞程度下電流波形特征，從而解決了電路等效分析無法判斷絕緣損壞導(dǎo)致的放電嚴(yán)重程度的問題，通過模擬試驗(yàn)為變壓器繞組絕緣損壞提供了分析依據(jù)。

為了使得該裝置能夠試驗(yàn)不同絕緣損壞程度(即絕緣層厚度)的電流波形特征，可以將一次側(cè)20和/或二次側(cè)40上的繞組設(shè)計(jì)為可拆卸替換的結(jié)構(gòu)?？蛇x地，一次側(cè)20可以包括：一次側(cè)繞組安裝部和一次側(cè)繞組21，一次側(cè)繞組21可拆卸地安裝在一次側(cè)繞組安裝部上?？蛇x地，二次側(cè)40可以包括：二次側(cè)繞組安裝部和二次側(cè)繞組41，二次側(cè)繞組41可拆卸地安裝在二次側(cè)繞組安裝部上。

基于上述裝置，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)方法。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的繞組絕緣層在特定損壞程度下的變壓器電流波形特征試驗(yàn)方法的流程圖。如圖2所示，該流程包括如下步驟：

步驟S201，接通輸入電源后，通過一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的一次側(cè)繞組的第一電流波形，通過二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的二次側(cè)繞組的第二電流波形；

步驟S202，提取第一電流波形的第一電流波形特征和第二電流波形的第二電流波形特征；

步驟S203，將第一電流波形特征和第二電流波形特征按照一次側(cè)繞組的絕緣層厚度和二次側(cè)繞組的絕緣層厚度進(jìn)行分類和特征分析。

可選地，在接通輸入電源之前，方法還包括：在一次側(cè)20上安裝具有第一預(yù)設(shè)厚度的一次側(cè)繞組21，在二次側(cè)40上安裝具有第二預(yù)設(shè)厚度的二次側(cè)繞組41。第一預(yù)設(shè)厚度和第二預(yù)設(shè)厚度均是已知厚度，用于模擬絕緣層損壞的情況。由于絕緣層厚度已知，相當(dāng)于已知絕緣層的損壞程度，此時(shí)通過多次更換不同的厚度的絕緣層的繞組，可以測得已知絕緣層的損壞程度下對應(yīng)的一次側(cè)20和二次側(cè)40的電流波形。

在一次試驗(yàn)中，采用同材質(zhì)的繞組絕緣層來試驗(yàn)，以排除不同絕緣層材料導(dǎo)致的絕緣效果的差異。

可選地，在通過一次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備30采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的一次側(cè)繞組21的第一電流波形，通過二次側(cè)穿心式高頻電流采樣設(shè)備50采集不同一次側(cè)輸入電壓下、不同絕緣層厚度的二次側(cè)繞組41的第二電流波形之前，方法還包括：

步驟S200，接通輸入電源，通過調(diào)壓設(shè)備10在一次側(cè)20的額定輸入電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)一次側(cè)輸入電壓。

可選地，在步驟S202中，提取第一電流波形的第一電流波形特征和第二電流波形的第二電流波形特征包括：通過時(shí)域分析和/或頻域分析，提取第一電流波形的第一電流波形特征和第二電流波形的第二電流波形特征。

可選地，時(shí)域分析包括以下至少之一：電流波形幅值計(jì)算、電流波形陡度計(jì)算、電流對時(shí)間積分量計(jì)算。

可選地，頻域分析包括以下至少之一：傅里葉頻率域分布分析、小波分析。

為了使本發(fā)明實(shí)施例的描述更加清楚，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述和說明。

相關(guān)技術(shù)中一般搭建電路模擬平臺模擬變壓器繞組絕緣損壞，缺少在實(shí)際試驗(yàn)變壓器中直接進(jìn)行絕緣損壞程度模擬的試驗(yàn)方法。本優(yōu)選實(shí)施例提出的模擬試驗(yàn)方法更加接近真實(shí)情況，能夠?yàn)樽儔浩骼@組絕緣損壞提供分析依據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本優(yōu)選實(shí)施例中提供了一種監(jiān)測變壓器繞組絕緣層損壞程度的模擬試驗(yàn)方法，該方法為下述步驟：

步驟1、制作一臺帶可拆卸繞組線餅的雙繞組單相模擬試驗(yàn)變壓器，按照設(shè)計(jì)的絕緣層厚度，在本實(shí)施例中，將可拆卸繞組線餅的絕緣層厚度分成4等份。在變壓器二次側(cè)連接額定負(fù)載，在變壓器一次側(cè)連接常規(guī)調(diào)壓設(shè)備，并在一次側(cè)引線、二次側(cè)引線接入穿心式高頻電流采樣設(shè)備；

步驟2、接通試驗(yàn)電源，調(diào)節(jié)常規(guī)調(diào)壓設(shè)備的輸出電壓。在本實(shí)施例中，可選依次按照變壓器一次側(cè)額定電壓的0.2倍、0.4倍、0.6倍、0.8倍、1.0倍施加電壓于變壓器一次側(cè)。對于每次施加的電壓，均利用高頻電流采樣設(shè)備采集一次側(cè)與二次側(cè)引線處的高頻電流，高頻電流采樣設(shè)備穩(wěn)定采集狀態(tài)下，記錄5個(gè)電流波形，每次記錄之間間隔可選為30s。斷開試驗(yàn)電源；

步驟3、取下模擬試驗(yàn)變壓器的可拆卸繞組線餅，使用常規(guī)方法打磨掉其最外1等份厚度的絕緣層，打磨后將線餅安裝回原來位置。隨后重復(fù)步驟2；

步驟4、連續(xù)重復(fù)步驟3，直至所有4等份厚度的絕緣層均被打磨掉；

步驟5、對步驟2～4中所記錄的高頻電流波形按照不同程度絕緣損壞進(jìn)行整理，提取不同程度絕緣損壞下電流波形的特征，其中時(shí)域分析包括但不限于以下至少之一：電流波形幅值、電流波形陡度、電流對時(shí)間積分量計(jì)算，頻域分析包括但不限于以下至少之一：對電流波形的傅里葉頻率域分布分析、小波分析；

步驟6、完成步驟5中的特征提取后，分析這些特征，將不同程度絕緣損壞下的電流波形進(jìn)行分類，分析不同程度絕緣損壞情況下對應(yīng)的電流特征，通過上述分析完成對變壓器繞組不同程度絕緣損壞的診斷，達(dá)到提早發(fā)現(xiàn)、預(yù)警變壓器絕緣損壞隱患的目的。

綜上所述，通過本發(fā)明的上述實(shí)施例，提出了利用高頻電流波形特征分析來診斷變壓器繞組絕緣損壞程度的方法。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。