[發(fā)明專利]多信息融合的電力變壓器繞組在線監(jiān)測裝置的診斷方法

有效

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• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104237705B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彬;徐建源;林莘;王奕飛
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01M13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力變壓器故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多信息融合的電力變壓器繞組在線監(jiān)測裝置及診斷方法。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的輸變電設(shè)備之一，連接多個電壓等級，在電網(wǎng)中處于樞紐地位。其運行的安全可靠性直接影響電網(wǎng)的運行安全，提高電力變壓器的運行可靠性，對整個電網(wǎng)的安全可靠運行具有十分重要的意義。

電力變壓器故障包括機械故障，絕緣故障，過熱故障等，多數(shù)絕緣故障由機械故障引起。關(guān)于大型電力變壓器故障的統(tǒng)計報告中大約有60％以上屬于繞組內(nèi)部機械故障，通過統(tǒng)計分析得出因繞組變形、繞組壓緊松動等引起的機械故障是變壓器故障的主要組成部分，因此為了能保證變壓器運行的安全可靠性，開展變壓器繞組運行狀態(tài)的研究顯得尤為重要

當今采用的繞組故障診斷方法主要為頻率響應(yīng)分析法和短路電抗試驗法，兩種方法都要求變壓器退出運行后離線檢測，不能實時監(jiān)測變壓器運行的狀況。振動分析法雖然可以對變壓器進行在線監(jiān)測，但該方法對周圍環(huán)境要求高，變壓器運行工況及環(huán)境溫度等因素都會對變壓器的振動信號測量結(jié)果產(chǎn)生很大影響。綜合現(xiàn)有幾種診斷方法可以看出當前電力變壓器繞組在線故障診斷只是利用單一或某幾個試驗參數(shù)得出診斷結(jié)果，存在的診斷信號單一化，無法全面監(jiān)測電力變壓器繞組運行狀況的問題。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了多信息融合的電力變壓器繞組在線監(jiān)測裝置及診斷方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

多信息融合的電力變壓器繞組在線監(jiān)測裝置，包括電壓傳感器、電流傳感器、振動加速度傳感器、移相放大電路、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換控制電路、DSP、雙口RAM和MCU(微控制單元)。

電壓傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端和振動加速度傳感器的輸出端分別連接移相放大電路的輸入端，移相放大電路的輸出端連接信號調(diào)理電路的輸入端，信號調(diào)理電路的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換控制電路的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換控制電路的輸出端連接DSP的輸入端，DSP與MCU通過雙口RAM進行連接。

電流傳感器和電壓傳感器分別連接變電站的電流互感器二次側(cè)、電壓互感器二次側(cè)。

振動加速度傳感器安裝于電力變壓器三相繞組在油箱側(cè)壁的對應(yīng)位置。

所述的移相放大電路用于將采集的信號進行去耦和濾波處理，包括運算放大器、第一電容、第二電容、第三電容、反饋電阻、第一滑動變阻器和第二滑動變阻器，運算放大器的輸入端并聯(lián)兩個反接的二極管，運算放大器的輸出端連接第三電容的一端，第三電容的另一端接地，運算放大器的輸入端還連接第一滑動變阻器的一端，第一滑動變阻器的另一端連接反饋電阻的一端，反饋電阻的另一端連接運算放大器的輸出端，運算放大器的輸入端還連接第二滑動變阻器的一端，第二滑動變阻器的另一端連接第一電容的一端，第一電容的另一端連接運算放大器的輸出端，運算放大器的輸入端還連接第二電容的一端，第二電容的另一端連接運算放大器的輸出端。

所述的信號調(diào)理電路用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成全差分輸入信號，包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，第一運算放大器的負輸入端連接第三電阻的一端，第三電阻的另一端接地，第一運算放大器的正輸入端連接第四電阻的一端，第一運算放大器的負輸入端還連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的正輸入端還連接第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接第二運算放大器的輸出端，第二運算放大器的負輸入端與輸出端短接，第一運算放大器的輸出端連接第五電阻的一端，第五電阻的另一端連接A/D轉(zhuǎn)換控制電路的輸入端，第二運算放大器的輸出端還連接第六電阻的一端，第六電阻的另一端連接A/D轉(zhuǎn)換控制電路的輸入端，第二運算放大器的正輸入端連接A/D轉(zhuǎn)換控制電路的輸入端。

所述的A/D轉(zhuǎn)換控制電路包括兩個A/D轉(zhuǎn)換芯片，且兩個A/D轉(zhuǎn)換芯片級聯(lián)。

采用多信息融合的電力變壓器繞組在線監(jiān)測裝置的電力變壓器繞組診斷方法，包括以下步驟：

步驟1：電壓傳感器通過變電站的電壓互感器二次側(cè)采集電力變壓器的三相一次側(cè)電壓信號和三相二次側(cè)電壓信號，電流傳感器通過變電站的電流互感器二次側(cè)采集電力變壓器的三相一次側(cè)電流信號，振動傳感器采集電力變壓器的三相機械振動信號。

步驟2：移相放大電路將電力變壓器的各相一次側(cè)電壓信號、各相二次側(cè)電壓信號和各相一次側(cè)電流信號及電力變壓器油箱各相機械振動信號進行去耦和濾波處理。