[實用新型]電力變壓器有載分接開關切換觸頭燒損故障診斷裝置

有效

• 申請號: 200920230766.3
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN201974507U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 姜寧;馬宏忠;陳偉;王春寧
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司南京供電公司;河海大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本實用新型涉及的是一種電力變壓器有載分接開關切換觸頭燒損故障診斷裝置，屬于電氣控制工程領域。

背景技術

隨著電力工業的發展，電力設備容量和電網的規模不斷擴大，為了降低電力設備故障引發的巨大經濟損失和社會影響，提高電能質量，保證電力設備和系統安全、可靠、經濟、穩定運行，基于在線監測與故障診斷技術的狀態維修策略將成為未來發展的必然趨勢。有載調壓變壓器是電力系統中非常重要的輸變電設備，它不僅能穩定負荷中心電壓，而且也是聯絡電網、調整負載潮流、改善無功分配等不可缺少的重要設備，在電網中得到了廣泛的應用。

目前我國大量的電力變壓器安裝了有載分接開關(On-Load?Tap?Changer，OLTC)，其功能是在帶負載狀態下完成變壓器調壓。有載分接開關的運行狀態直接影響到電力變壓器的運行、電力系統的調節以及電能質量的高低。據統計，有載分接開關故障是電力變壓器的最主要故障之一，故障率僅次于繞組故障。而隨著有載調壓變壓器在電網中應用的增多以及單臺分接開關日均調壓次數的增加，有載分接開關的故障有增加的趨勢。開展分接開關的狀態監測和故障診斷，及時發現分接開關異常，對電力系統安全運行意義重大，并具有良好的應用前景。

觸頭燒損是電力變壓器分接開關最主要故障之一。分接開關切換過程中雖然通過過渡電阻等措施限制切換電流，但切換過程中其電流變化仍非常大，產生電弧。在反復的切換時沖擊電流的作用下，很容易引起切換觸頭不同程度燒損。觸頭燒損故障后，如不及時診斷，因切換觸頭接觸面積減小，接觸電阻增加，切換過程產生的電弧及發熱將增加，使切換觸頭進一步燒損。如不及時處理，將可能使分接開關觸頭燒毀，使整個開關及變壓器無法工作。另外，觸頭燒損后，切換觸頭接觸不良，引起切換觸頭接觸電阻增加，也使觸頭發熱增加，加速切換觸頭燒毀。

目前對分接開關的故障還沒有理想的診斷方法，研究中的方法主要有基于油中氣體分析的方法(如三比值法)、基于振動的監測與分析方法、基于熱噪聲的診斷方法等。但由于分接開關正常運行狀態下，因觸點的分合動作，油中也會產生相應的氣體，因此，基于油中氣體的分析方法對分接開關切換觸頭早期故障診斷非常困難；基于熱噪聲的診斷是由于變壓器分接開關故障后發熱產生的熱噪聲傳播到變壓器外面，通過在變壓器外殼上安裝噪聲傳感器檢測來進行分接開關故障診斷，這一方面是基于分接開關觸點有明顯故障并且已產生嚴重發熱(輕微熱量不會產生明顯的熱噪聲)，另一方面熱噪聲傳播到變壓器外部，信號的能量損耗大，加上各種干擾，工程上很難實現(變壓器運行環境各種噪聲很多，特別是電磁噪聲、背景噪聲很大，遠大于因觸頭故障過熱引起的傳到變壓器油箱外面的信號的能量)；由于分接開關切換過程中引起振動的因素很多，特別是分接開關的槍機動作時的振動很大，給振動分析帶來困難，因此基于振動的分接開關故障診斷的關鍵是在被監測信號中發現能反映分接開關故障的特征信號，另?外，監測方法和監測后信號分析方法也影響分接開關的故障診斷的準確性。

發明內容

本實用新型提出的是一種電力變壓器有載分接開關切換觸頭燒損故障診斷裝置。目的旨在針對OLTC切換觸頭燒損故障診斷中存在的上述問題，根據OLTC運行特點，并結合它正常和故障時不同的振動特性，經過理論分析與實驗發現了能反映分接開關切換觸頭燒損故障的特征量：即取切換過程中振動信號的有效部分，經過適當處理，計算其能量大小，發現分接開關切換觸頭燒損故障后，該能量明顯增加。根據這一特征，采取相應的監測與信號分析方法，根據被測信號中是否含有這一特征，診斷分接開關是否存在觸頭燒損故障，實現分接開關觸頭燒損故障的監測與診斷。

本實用新型的技術解決方案：其特征是變壓器分接開關與傳感器的信號輸入端相接，傳感器的信號輸出端與信號調理器(信號調理電路)的信號輸入端相接，信號調理器(信號調理電路)的信號輸出端與采集儀的信號輸入端相接，采集儀的信號輸出端與微機(工控機)的信號輸入端相接。如果振動傳感器中包括電荷放大器，且輸出為大小合適的電壓信號，則傳感器輸出可直接與采集儀輸入端相連。

本實用新型的優點：1)所發現的故障特征量能準確反映分接開關切換觸頭燒損故障，特征明顯，重復性好，經大量實驗證實，對同一類型的分接開關具有很好的普遍性。2)基于切換過程振動信號能量增大的有載分接開關觸頭燒損故障診斷技術工程實現簡單，傳感器安裝方便。3)采用工控機進行檢測、處理與診斷，性能可靠，軟件實現方便，人機界面友好，診斷結論直觀。

附圖說明

圖1為故障診斷系統的結構框圖

圖2為診斷系統的試驗框圖