[發(fā)明專利]變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置及預(yù)警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210159627.2
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102680866A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李朝暉;孫文星
• 申請（專利權(quán)）人: 李朝暉
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R19/25
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

1.變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警裝置，包括局部放電超高頻傳感器、局部放電超高頻信號調(diào)理器、同軸電纜、鐵芯接地電流傳感器、鐵芯接地電流信號調(diào)理器、屏蔽信號線、A/D采集卡、CAN通訊卡、工控機(jī)，A/D采集卡、CAN通訊卡分別安裝在工控機(jī)內(nèi)，其特征在于：局部放電超高頻傳感器安裝在變壓器檢查孔或事故放油閥處，局部放電超高頻傳感器的輸出端通過同軸電纜與局部放電超高頻信號調(diào)理器的輸入端相連，局部放電超高頻信號調(diào)理器的輸出端通過同軸電纜與工控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連；鐵芯接地電流傳感器安裝在變壓器鐵芯引出線與接地網(wǎng)連接處，鐵芯接地電流傳感器的輸出端通過屏蔽信號線與鐵芯接地電流信號調(diào)理器的輸入端相連，鐵芯接地電流信號調(diào)理器的輸出端通過屏蔽信號線與工控機(jī)內(nèi)部的A/D采集卡相連，工控機(jī)的CAN通訊卡與CAN網(wǎng)絡(luò)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)、工控機(jī)對絕緣故障信號進(jìn)行連續(xù)采集和分析與計(jì)算：工控機(jī)依次完成以下工作：五個(gè)工頻周期的局部放電超高頻信號的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行局部放電超高頻信號的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲，五個(gè)工頻周期的鐵芯接地電流信號的采集，采用多線程并發(fā)處理技術(shù)同步進(jìn)行鐵芯接地電流信號的分析與計(jì)算和原始采樣數(shù)據(jù)顯示和存儲，五個(gè)工頻周期的局部放電超高頻信號的采集，周而復(fù)始；

(2)、工控機(jī)通過CAN通訊卡接收變壓器工況信息，所述工況信息為變壓器高低壓側(cè)斷路器狀態(tài)、一次側(cè)與二次側(cè)電壓值、一次側(cè)與二次側(cè)電流值，然后識別出變壓器的啟動過程、空載運(yùn)行、并網(wǎng)過程、負(fù)載運(yùn)行、加負(fù)荷過程、減負(fù)荷過程、解列過程；

?(3)、工控機(jī)通過CAN通訊卡把絕緣故障信號的分析與計(jì)算結(jié)果向其他設(shè)備發(fā)送；

(4)、工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息；

(5)、工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，采用多種數(shù)據(jù)儲存機(jī)制對原始采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于：所述的局部放電超高頻信號的分析與計(jì)算，包括以下幾個(gè)步驟：

(1)、采用無限沖擊響應(yīng)高通數(shù)字濾波器來抑制傳感器耦合到的工頻及其諧波周期性窄帶干擾，其中的通帶邊界頻率為1KHz，階數(shù)為2階；

(2)、對局部放電超高頻信號中的脈沖進(jìn)行提取，脈沖提取的基本任務(wù)是確定脈沖的起始時(shí)間t(s)和終止時(shí)間t(e)；即根據(jù)局部放電超高頻信號中脈沖上升沿和下降沿的位置，來確定脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)；分別記錄下每個(gè)脈沖的起點(diǎn)和終點(diǎn)在局部放電超高頻信號采樣序列{x(i)}中的位置，作為脈沖提取的結(jié)果，i為自然數(shù)；

(3)、對提取后的脈沖進(jìn)行脈沖寬度、脈沖幅值和脈沖上升沿的陡峭程度特征計(jì)算，并與工控機(jī)內(nèi)知識庫中的各類脈沖相比較，來識別各類脈沖，各類脈沖為雷電感應(yīng)脈沖、雷電沖擊脈沖、刀閘操作感應(yīng)脈沖、刀閘操作沖擊脈沖、移動通訊干擾脈沖和局部放電脈沖，再統(tǒng)計(jì)出各類脈沖幅值的最大值、平均值，各類脈沖的個(gè)數(shù)，作為局部放電超高頻信號的分析與計(jì)算的結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于：變壓器絕緣預(yù)警信息包括：預(yù)警等級、預(yù)警機(jī)制、預(yù)警內(nèi)容。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于：變壓器絕緣故障預(yù)警信息等級分為：異常提示和異常報(bào)警。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于：工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，實(shí)時(shí)提供變壓器絕緣故障預(yù)警信息，包括兩項(xiàng)內(nèi)容：

判斷在當(dāng)前工況下，變壓器絕緣故障信號的分析與計(jì)算結(jié)果是否超標(biāo)，若超標(biāo)則發(fā)出絕緣故障預(yù)警；

不考慮當(dāng)前工況，直接根據(jù)變壓器絕緣故障信號的分析與計(jì)算結(jié)果簡要分析，判斷是否發(fā)出絕緣故障預(yù)警。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器絕緣故障實(shí)時(shí)在線預(yù)警方法，其特征在于：工控機(jī)結(jié)合絕緣故障信號分析與計(jì)算結(jié)果和變壓器工況信息，對原始采樣數(shù)據(jù)存儲采用多種數(shù)據(jù)存儲機(jī)制，包括以下幾個(gè)項(xiàng)：

預(yù)警事件存儲機(jī)制：當(dāng)發(fā)出絕緣故障預(yù)警信息時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲，為絕緣故障預(yù)警保留證據(jù)；

變工況存儲機(jī)制：當(dāng)變壓器工況出現(xiàn)變化時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲，如當(dāng)出現(xiàn)并網(wǎng)過程、解列過程、變壓器增負(fù)荷或變壓器減負(fù)荷過程時(shí)保存數(shù)據(jù)，變工況存儲機(jī)制主要用來記錄變壓器運(yùn)行特征變化下的絕緣故障信號的原始采樣數(shù)據(jù)；

變負(fù)荷存儲機(jī)制：將變壓器整個(gè)負(fù)荷區(qū)間劃分若干個(gè)子區(qū)間，當(dāng)變壓器在任意負(fù)荷子區(qū)間運(yùn)行的時(shí)間超過某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲，每天每個(gè)負(fù)荷子區(qū)間上保存的文件不超過10個(gè)；

特征信息過閾值存儲機(jī)制：絕緣故障信號的分析與計(jì)算結(jié)果超過某閾值時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲；

特征信息突變存儲機(jī)制：當(dāng)絕緣故障信號的分析與計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)突然增大或突然減小的趨勢時(shí)，觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲；

定時(shí)存儲機(jī)制：根據(jù)時(shí)間定時(shí)觸發(fā)存儲，實(shí)現(xiàn)了絕緣預(yù)警裝置的常規(guī)信息記錄。