[發明專利]一種基于振動的變壓器繞組變形的在線檢測方法

在審

• 申請號: 201710376709.5
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN106970297A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 吳明明;馬宏忠;王彤;張艷;付明星;黃春梅;魏海增
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06;G01B7/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,薛海霞

技術領域

本發明屬于電力變壓器的技術領域，特別涉及一種基于振動的變壓器繞組變形的在線檢測方法。

背景技術

電力變壓器是電力系統的重要電氣設備之一，變壓器能否安全穩定運行極大地影響著整個電網的安全運行。變壓器繞組變形是影響其安全穩定運行的重要因素，據統計分析，變壓器繞組變形占變壓器故障的60％以上，故進行繞組變形的在線檢測是保障電力變壓器安全運行的重要措施之一。

電力變壓器在正常運行過程中，它的各個部件，特別是變壓器的繞組要承受較高電壓、強磁場和機械負荷、熱負荷的作用，特別是在遭受外部短路沖擊時，變壓器繞組將會承受來自軸向和徑向的不均勻的巨大電動力，導致繞組變形，進而產生更嚴重的變壓器故障。

目前針對變壓器繞組變形的檢測方法主要包括短路阻抗法、低壓脈沖法、頻率響應法等。短路阻抗法是基于測量變壓器漏感的變化，雖能實現在線檢測，但靈敏度較低；低壓脈沖法是通過比較施加的低壓脈沖的響應波形判斷繞組變形，但易受電磁干擾，可重復性較差；頻率響應法主要是通過測量并比較變壓器的頻率響應來判別繞組變形，該方法可以降低電磁的干擾，可重復性較高，但容易受到不確定因素的影響。因此，如何提高變壓器繞組變形檢測的靈敏度、減小電磁和外來因素的干擾，是目前亟需解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種靈敏度高、受外界影響小、更加準確高效，且實踐難度小的一種基于振動的變壓器繞組變形的在線檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于振動的變壓器繞組變形在線檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：設置信號采集模塊的采樣頻率及時長，連續3次采集變壓器不同位置的振動信號和變壓器的負載電流，振動信號由布置在變壓器不同位置的振動傳感器采樣所得；

步驟二：上位機PC對采集到的振動信號進行濾波處理后，利用快速傅立葉變換(FFT)對處理后的信號進行時頻變換，得到3路傳感器每次采樣信號頻譜中100Hz～600Hz頻段各分量的幅值；

步驟三：對每路振動傳感器3次采樣信號頻譜中100Hz～600Hz頻段內振動信號的全部分量幅值進行求和并折算，得到每路振動傳感器每次采樣信號頻譜各分量幅值之和X_i(i＝1,2,3)，將X_i乘以系數λ得到變壓器繞組變形閥值Y_i,并將上述繞組變形閥值和此時的負載電流I存儲在PC信號處理模塊中；

步驟四：在電力變壓器正常運維中，重復步驟(1)～(3)，重新得到3路振動傳感器連續3次采樣結果，若連續2次采樣的振動信號頻譜中100Hz～600Hz頻段內振動信號的全部分量幅值之和x_i的折算值大于該位置的繞組變形閥值Y_i時，進入步驟(5)，否則返回(4)；

步驟五：各路振動傳感器某次采樣的振動信號頻譜中100Hz～600Hz頻段處各分量之和的折算值與其對應的電力變壓器該位置處的繞組變形閥值Y_i的比值分別記為k_i(i＝1,2,3)。根據比值k_i的大小判斷該位置處的繞組變形程度。

進一步的，步驟一中所述的3個振動傳感器固定于電力變壓器油箱頂部表面，分別位于各相高壓繞組與低壓繞組之間中心位置的正上方。

進一步的，步驟三中所述的系數λ取1.5～2。

進一步的，步驟四中所述的，新的折算值按下式進行：

上式中，x_i為任意負載電流下振動信號頻譜中100Hz～600Hz頻段內振動信號的全部分量幅值之和，為x_i的折算值。M為運維時電力變壓器的負載電流i與設置繞組變形閥值時所測得的負載電流I的比值。

進一步的，步驟五中所述的變壓器繞組變形程度判別的具體步驟如下：當比值k_i≤1.3時，該振動傳感器所處位置的變壓器繞組正常，未發生變形；當比值1.3<k_i≤2.5時，該振動傳感器所處位置的變壓器繞組發生輕微變形；當比值2.5<k_i≤3.6時，該振動傳感器所處位置的變壓器繞組發生中等變形；k_i>3.6時，該振動傳感器所處位置的變壓器繞組發生嚴重變形。