[實用新型]一種配電變壓器潛在故障預警裝置

有效

• 申請號: 201420802363.2
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN204330917U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 李鑫;徐曉剛;盧文華;陳曉科;蔡偉;汪進鋒;黃楊玨;李豐攀;顧然
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06F19/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及一種配電變壓器潛在故障預警裝置，具體為通過互感器及智能監測終端對配電變壓器運行過程中測量得到的電流、電壓和油位信號進行數據處理，得出繞組短路阻抗和空載損耗計算值，并與出廠值比較，確定是否遠程預警的方法和裝置，屬于配電網智能化運行技術領域。

背景技術

配電變壓器是電力網絡中處于的末端核心設備，它直接面對最廣泛的電力終端用戶，數量最多、位置分布十分廣泛、安裝與運行環境非常復雜，配電變壓器運行狀態正常與否直接決定著電力系統的供電可靠性。由于現有的配電變壓器在運行管理方面存在諸多問題，比如季節性、時段性負荷率差別較大，當負荷率較高時，變壓器處于過負荷運行狀態，嚴重影響配電變壓器的運行壽命；另一方面，這些數量眾多的配電變壓器在安全運行過程中，也是維護管理人員最需關注的重要設備，但由于地理位置及環境、安裝條件等各不相同，對維護人員數量、技術熟練程度及工作量等提出了更高的要求，困難較多，因此實際上絕大多數配電變壓器投運之后幾乎是處于無人監管的狀態。據統計，我國每年因配電變壓器故障造成的非計劃停電占到配電網停電事故的70～80％，而用于檢修、預試的計劃停電只占～20％。因此急需對配電變壓器采用智能化運行技術，及時掌握配電變壓器的運行情況，對其潛在故障進行監測和預警，給電力生產運行部門提供合理的檢修決策，減少非計劃停電，保證供電安全，提高供電可靠率。

變電站等電力樞紐網絡中的大型電力變壓器的智能化運行得到廣泛應用，包括利用各種在線監測傳感器實時檢測出變壓器的運行狀態量，從而對電力變壓器的實時運行狀態進行評估，及時發現潛在故障并進行故障預警，為電力系統的穩定運行和狀態檢修發揮了重要的作用。然而針對配電變壓器的智能化運行技術，目前尚處于開發階段。

中國實用新型專利《配電變壓器臺區智能監控系統》(申請號：CN201120278296.5)和《一種智能配電變壓器》(授權公告號：CN202839273)所公開的技術方案是通過電流電壓傳感器等監控裝置，實現配電變壓器臺區智能監控，包括負荷、電能質量、故障位置、停電等實時信息監測，但沒有提出對配電變壓器的各類潛在故障狀態進行預警技術方案。

發明專利《電力變壓器繞組參數在線實時辨識裝置及方法》(申請號：200810011051.9)能夠做到對變壓器短路阻抗實時在線檢測,利用最小二乘實現繞組故障辨識,可實現對變壓器的實時分析和故障預警；發明專利《變壓器繞組在線監測系統》(申請號：201210590995.2)的監控功能包括輸入輸出電壓電流的有效值、波形數據、電抗的趨勢圖等，還有基于數據庫設計，提供靈活的查詢統計；發明專利《變壓器短路損耗和開路損耗的在線測量方法及系統》(申請號：201110273416.7)是對采集到的電壓、電流信號與恒壓源信號進行一定的數值運算并利用線性擬合實現短路電阻的在線測量；發明專利《一種變壓器狀態信息智能監控系統及方法》(申請號：201310493764.4)將變壓器的各種信號傳輸至處理器進行分析、處理，處理器基于預設的變壓器故障診斷算法，對變壓器的運行狀況進行故障診斷和風險評估并在故障出現時告警；期刊《電力自動化設備》(2010年第3期，范競敏等)發表的“電力變壓器繞組狀態實時監測算法”提出了利用變壓器原、次邊的電壓、電流信號對變壓器的短路阻抗進行在線辨識，應用小波變換及傅里葉變換方法，得到負載狀況下等效短路阻抗，并提出當短路阻抗變化值達到一定比例時，會出現繞組變形或匝間短路故障。以上專利或文獻公開的不足之處是：不能同時進行繞組和鐵心故障預警，或者是繞組故障計算方法較繁瑣，或者是所闡述的方法簡單，實際上可操作性不強。

隨著對于大批量運行中的配電變壓器在線監測重要性提高、超前性故障預警需求量增大，僅采用既有常規監測或保護方法(如測溫、油位監控、過流過壓保護等)顯然難于達到需求，另一方面，照搬樞紐大型電力變壓器的監測保護方法又不適于數量多且單臺相對容量較小的配電變壓器。因此，借鑒大型變壓器監控與保護裝置及方法，創造性的采用廉價易得的傳感器、結合簡單易行算法，實現配電變壓器繞組和鐵心故障預警方法及裝置成為必需。

發明內容

本實用新型的目的是針對背景技術提出的問題，公開一種配電變壓器潛在故障預警裝置，是專用于配電變壓器電流電壓在線測量與數據處理，得出反映配電變壓器繞組變形故障的短路阻抗計算值、反映配電變壓器鐵心故障的空載損耗計算值，再將所述計算值與配電變壓器出廠值進行比較，評估配電變壓器的運行狀態，及時發現潛在故障并進行故障預警裝置，利用該裝置，可確保配電變壓設備的安全運行。