本發(fā)明涉及變壓器在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離及穩(wěn)壓等。變壓器作為輸變電系統(tǒng)中重要的設(shè)備，其運行的狀態(tài)對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性有著很大的影響。

目前電力變壓器在線狀態(tài)檢測往往是與故障檢測聯(lián)系在一起的，針對變壓器繞組故障、鐵芯故障油和油紙絕緣故障等常見故障，其在線檢測及故障監(jiān)測的主要方法包括：絕緣監(jiān)測，包括油中溶解氣體監(jiān)測、油中微水量監(jiān)測、局部放電監(jiān)測等；溫度監(jiān)測，包括頂部油溫、底部油溫監(jiān)測；泄漏電流監(jiān)測，包括套管泄漏電流監(jiān)測、鐵芯接地電流監(jiān)測；有載分接開關(guān)監(jiān)測，包括有載分接開關(guān)振動在線監(jiān)測；工況信息監(jiān)測，包括風扇、油泵、氣體繼電器等的監(jiān)測。

變壓器是電力系統(tǒng)中最主要的設(shè)備之一，價格昂貴，當變壓器發(fā)生故障時將會影響電力系統(tǒng)的正常工作，進而給國民經(jīng)濟帶來損失。長期以來，對變壓器的運行與維護主要是采取預防性維護和事后維修兩種方式，前者的做法可能造成不適時的過度維護，后者只能在已經(jīng)造成損失的情況下維修，因此對變壓器的在線運行狀況實時檢測尤為重要。目前大多數(shù)的在線檢測方法針對單臺或單級變壓器的在線檢測，而無法有效快速完成對于多分支配電網(wǎng)絡(luò)的用戶變壓器在線狀態(tài)的檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法與系統(tǒng)，以解決無法有效快速完成對于多分支配電網(wǎng)絡(luò)的用戶變壓器在線狀態(tài)檢測的問題。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一方面，提供了一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)包括：變壓站、與所述變壓站連接的主輸電線路、與所述主輸電線路連接的數(shù)個分支輸電線路以及與所述分支輸電線路連接的用戶變壓器，所述系統(tǒng)包括：巡檢信號器和應(yīng)答信號器；

所述巡檢信號器與所述主輸電線路相連接；

所述應(yīng)答信號器與所述用戶變壓器二次側(cè)相連接；

所述巡檢信號器用于向所述用戶變壓器發(fā)出電壓擾動信號；判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號，如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器正常工作；如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器故障退出；

所述應(yīng)答信號器用于檢測所述電壓擾動信號，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出電流擾動信號。

優(yōu)選地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)中，所述巡檢信號器由三相對地可控導通角的晶閘管組成。

優(yōu)選地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)中，所述應(yīng)答信號器由兩個反并聯(lián)晶閘管組成。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二方面，提供了一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法，用于多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)包括：變壓站、與所述變壓站連接的主輸電線路、與所述主輸電線路連接的數(shù)個分支輸電線路以及與所述分支輸電線路連接的用戶變壓器，所述系統(tǒng)包括：巡檢信號器和應(yīng)答信號器，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

所述巡檢信號器向所述用戶變壓器發(fā)出電壓擾動信號；

所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號；所述電流擾動信號為所述應(yīng)答信號器檢測到所述電壓擾動信號后，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出；

如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器正常工作；

如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器故障退出。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述巡檢信號器向所述用戶變壓器發(fā)出電壓擾動信號前，包括：

采用分相編碼對所述用戶變壓器進行編碼，所述巡檢信號器按所述編碼依次發(fā)出所述電壓擾動信號。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述巡檢信號器向所述用戶變壓器發(fā)出電壓擾動信號具體為：

在每個電壓周波的下降沿過零點前觸發(fā)所述巡檢信號器的晶閘管，產(chǎn)生所述電壓擾動信號。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述應(yīng)答信號器檢測所述電壓擾動信號具體為：

將所述巡檢信號器發(fā)出的信號的相鄰峰-峰值段電壓波形相加，以信號能量值作為有無所述電壓擾動信號的判據(jù)；

如果有信號能量值，則所述應(yīng)答信號器發(fā)出所述電流擾動信號。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述應(yīng)答信號器發(fā)出所述電流擾動信號具體為：

間隔一個電流周波，在電流上升沿和下降沿過零點前觸發(fā)所述應(yīng)答信號器的晶閘管。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到所述電流擾動信號具體為：

采用相鄰正峰-正峰段電流波形相減的方法，得到電流頻譜；

提取所述電流頻譜；

根據(jù)所述電流頻譜，判斷∑I_i.rms/∑_Ii.rms’>K是否成立；

如果∑I_i.rms/∑_Ii.rms’>K成立，則所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器正常工作；

如果∑I_i.rms/∑_Ii.rms’>K不成立，則所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器故障退出；

其中，i＝2-7，I_i.rms和I_i.rms’分別表示有電流擾動信號和沒有電流擾動信號時，相鄰正峰-正峰段電流波形相減后得到信號的i次諧波有效值；K為提取電流的2-7次諧波均方根值變化閾值。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法與系統(tǒng)。所述巡檢信號器向所述用戶變壓器發(fā)出電壓擾動信號；所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號；所述電流擾動信號為所述應(yīng)答信號器檢測到所述電壓擾動信號后，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出的；如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器正常工作；如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器故障退出。本發(fā)明利用電力擾動信號進行電力變壓器在線狀態(tài)檢測，可以通過配電網(wǎng)上下游之間的配合快速地完成故障的檢測并且能夠精確地定位故障點位置。本發(fā)明檢測效果良好，可以作為對多分支配電網(wǎng)絡(luò)的用戶變壓器在線狀態(tài)進行檢測的一種有效方法。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)實施例示出的一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)實施例示出的一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法流程圖；

圖3為根據(jù)實施例示出的一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器信息編碼框架結(jié)構(gòu)圖

圖4為根據(jù)實施例示出的巡檢信號器發(fā)出的電壓擾動信號波形圖；

圖5為根據(jù)實施例示出的應(yīng)答信號器檢測出電壓擾動信號波形圖；

圖6為根據(jù)實施例示出的應(yīng)答信號器發(fā)出的電流擾動信號波形圖；

圖7為根據(jù)實施例示出的巡檢信號器檢測出電流擾動信號波形圖；

圖8為根據(jù)實施例示出的巡檢信號器提取的有電流擾動信號的頻譜；

圖9為根據(jù)實施例示出的巡檢信號器提取的無電流擾動信號的頻譜。

圖示說明：

其中，1-變壓站，2-巡檢信號器，3-主輸電線路，4-分支輸電線路，5-用戶變壓器，6-應(yīng)答信號器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明提供了一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)包括：變壓站1、與所述變壓站1連接的主輸電線路3、與所述主輸電線路連接的數(shù)個分支輸電線路4以及與所述分支輸電線路連接的用戶變壓器5，所述系統(tǒng)包括：巡檢信號器2和應(yīng)答信號器6；

所述巡檢信號器2與所述主輸電線路3相連接；

所述應(yīng)答信號器6與所述用戶變壓器5二次側(cè)相連接；

所述巡檢信號器2用于向所述用戶變壓器5發(fā)出電壓擾動信號；判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號，如果所述巡檢信號器2在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5正常工作；如果所述巡檢信號器2在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5故障退出；

所述應(yīng)答信號器6用于檢測所述電壓擾動信號，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出電流擾動信號。

本發(fā)明的一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)的工作過程為：巡檢信號器2向用戶變壓器5發(fā)出電壓擾動信號；巡檢信號器2判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號；所述電流擾動信號為與應(yīng)答信號器6檢測到所述電壓擾動信號后，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出；如果所述巡檢信號器2在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5正常工作；如果所述巡檢信號器2在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5故障退出。

本發(fā)明利用電力擾動信號進行電力變壓器在線狀態(tài)檢測，可以通過配電網(wǎng)上下游之間的配合快速地完成故障的檢測并且能夠精確地定位故障點位置。本發(fā)明檢測效果良好，可以作為對多分支配電網(wǎng)絡(luò)的用戶變壓器在線狀態(tài)進行監(jiān)測的一種有效的方法。

優(yōu)選地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)中，所述巡檢信號器2由三相對地可控導通角的晶閘管組成。采用三相對地的晶閘管，能根據(jù)需要觸發(fā)某相對地晶閘管，每次發(fā)出單相導通的電壓擾動信號，更具靈活性。

優(yōu)選地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)中，所述應(yīng)答信號器6由兩個反并聯(lián)晶閘管組成，反并聯(lián)晶閘管可以在電壓的正半波和負半波均能產(chǎn)生電壓擾動信號，提高效率，而且成本低廉。

請參閱圖2，本發(fā)明提供了一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法，用于多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測系統(tǒng)，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)包括：變壓站1、與所述變壓站連接的主輸電線路3、與所述主輸電線路連接的數(shù)個分支輸電線路4以及與所述分支輸電線路連接的用戶變壓器5，所述系統(tǒng)包括：巡檢信號器2和應(yīng)答信號器6，所述方法包括以下步驟：

步驟S1、所述巡檢信號器2向所述用戶變壓器5發(fā)出電壓擾動信號；

步驟S2、所述巡檢信號器2判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號；所述電流擾動信號為所述應(yīng)答信號器6檢測到所述電壓擾動信號后，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出；

如果所述巡檢信號器2在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則執(zhí)行步驟S3；如果所述巡檢信號器2在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則執(zhí)行步驟S4；

步驟S3、輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5正常工作；

步驟S4、輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5故障退出。

本發(fā)明利用電力擾動信號進行電力變壓器在線狀態(tài)檢測，可以通過配電網(wǎng)上下游之間的配合快速地完成故障的檢測并且能夠精確地定位故障點位置。本發(fā)明檢測效果良好，可以作為對多分支配電網(wǎng)絡(luò)的用戶變壓器在線狀態(tài)進行檢測的一種有效方法。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述巡檢信號器2向所述用戶變壓器5發(fā)出電壓擾動信號前，包括：

請參閱圖3，采用分相編碼對所述用戶變壓器5進行編碼，所述巡檢信號器2按所述編碼依次發(fā)出電壓擾動信號。

所述巡檢信號器2的巡檢范圍只包含由電力部門指定的變壓器，這些變壓器二次側(cè)相同相上安裝了應(yīng)答信號器，每個應(yīng)答信號器設(shè)有一個地址碼，這種分組編碼方式可有效降低編碼長度，只需要覆蓋配電網(wǎng)中1/3的變壓器，便可快速地完成故障的檢測并且能夠精確地定位故障點位置。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述巡檢信號器2向所述用戶變壓器5發(fā)出電壓擾動信號具體為：

在每個電壓周波的下降沿過零點前一定角度觸發(fā)所述巡檢信號器的晶閘管，產(chǎn)生密度較高的電壓擾動信號。

請參閱圖4，在每個電壓周波的下降沿過零點前會產(chǎn)生一次電壓擾動信號，相當于每0.02秒會產(chǎn)生一個電壓擾動信號，通過電壓擾動信號對變壓器進行在線監(jiān)測，保證了巡檢快速性。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述應(yīng)答信號器6檢測所述電壓擾動信號具體為：

將所述巡檢信號器發(fā)出的信號的相鄰峰-峰值段電壓波形相加，以信號能量值作為有無電壓擾動信號的判據(jù)，如果有信號能量值，則所述應(yīng)答信號器發(fā)出所述電流擾動信號。

請參閱圖4和圖5，圖4相鄰峰-峰值段電壓波形相加，即Δt₁+Δt₂，Δt₂+Δt₃，Δt₃+Δt₄等，得到的波形圖如圖5，每周波得到兩個擾動信號。因為電壓波形對稱性較好，擾動提取是有效的，以信號能量值作為有無電壓擾動信號的判據(jù)。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述應(yīng)答信號器6發(fā)出所述電流擾動信號具體為：

間隔一個電流周波，在電流上升沿和下降沿過零點前一定角度觸發(fā)所述應(yīng)答信號器6的晶閘管。

請參閱圖6，間隔一個電流周波，在電流上升沿和下降沿過零點前會產(chǎn)生一個電流擾動信號，每個周波兩個電流擾動信號，保證了巡檢快速性。

進一步地，所述多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法中，所述巡檢信號器2判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號具體為：

請參閱圖7，采用相鄰正峰-正峰段電流波形相減的方法，得到電流頻譜；

提取所述電流頻譜；

根據(jù)所述電流頻譜，判斷∑I_i.rms/∑_Ii.rms’>K是否成立；

如果∑I_i.rms/∑_Ii.rms’>K成立，則所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5正常工作；

如果∑I_i.rms/∑_Ii.rms’>K不成立，則所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器5故障退出；

其中，i＝2-7，I_i.rms和I_i.rms’分別表示有電流擾動信號和沒有電流擾動信號時，相鄰正峰-正峰段電流波形相減后得到信號的i次諧波有效值；K為提取電流的2-7次諧波均方根值變化閾值。

請參閱圖8和圖9，當有下游擾動信號發(fā)出時，能夠在上游檢測到這個電流擾動電流。研究表明，該電流擾動信號主要含3、5、7次諧波，因此用3、5、7次諧波作為是否有所述擾動電流信號的判別指標。如圖8所示，由于沒有電流擾動信號時，∑_Ii.rms’很小，將該值作為基準值；如圖9所示，當有擾動信號時，∑I_i.rms較大，∑I_i.rms與∑_Ii.rms’的比值就會較大，由此判定有電流擾動信號的存在。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種多分支配電網(wǎng)絡(luò)變壓器在線檢測方法與系統(tǒng)。所述巡檢信號器向所述用戶變壓器發(fā)出電壓擾動信號；所述巡檢信號器判斷在預設(shè)時間內(nèi)是否收到電流擾動信號；所述電流擾動信號為所述應(yīng)答信號器檢測到所述電壓擾動信號后，根據(jù)所述電壓擾動信號發(fā)出的；如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器正常工作；如果所述巡檢信號器在預設(shè)時間內(nèi)未收到所述電流擾動信號，則輸出檢測結(jié)果為所述用戶變壓器故障退出。本發(fā)明利用電力擾動信號進行電力變壓器在線狀態(tài)檢測，可以通過配電網(wǎng)上下游之間的配合快速地完成故障的檢測并且能夠精確地定位故障點位置。本發(fā)明檢測效果良好，可以作為對多分支配電網(wǎng)絡(luò)的用戶變壓器在線狀態(tài)進行檢測的一種有效方法。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。