[發明專利]一種換流變壓器放電特征試驗系統及故障診斷方法

有效

• 申請號: 201710572459.2
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107329058B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 鄧軍;文屹;齊波;趙立進;曾華榮;張迅;劉君;馬曉紅;許逵;劉宇;陳沛龍;曾鵬
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心;貴州電網有限責任公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/14
• 代理公司: 44001 廣州科粵專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃培智

1.一種換流變壓器故障診斷方法，其特征在于，所述方法采用換流變壓器放電特征試驗系統來進行，

所述換流變壓器放電特征試驗系統包括：

換流變壓器放電特征試驗裝置、第一放電儀、第二放電儀以及第三放電儀；其中，

所述換流變壓器放電特征試驗裝置包括

箱體，其內部充滿變壓油，在箱體的兩側面中分別安裝有直流套管和交流套管；在箱體中分別設置有變壓油進油口和出油口，進油口和出油口之間通過油管相連通；

放電模型，其設置于箱體內；放電模型的直流電極端和直流套管相電連接，交流電極端和交流套管相電連接，用以承受交直流復合電壓，模擬換流變壓器正常與故障下的工況；

直流電壓發生器，其通過引線和直流套管相電連接，用于產生直流電壓并施加在放電模型的直流電極端，實現換流變壓器直流工況的模擬；

交流耐壓設備，其通過引線和交流套管相電連接，用于產生交流電壓并施加在放電模型的交流電極端，實現換流變壓器交流工況的模擬；

油循環泵，其安裝于油管中，用以實現變壓油在箱體和油管中循環；

加熱箱，其安裝于油管中，用以加熱油管中的變壓油；

在直流套管的末屏上電連接有第一放電儀，在交流套管的末屏上電連接有第二放電儀，用于測量放電模型在交直流復合電壓下的放電信號；

第三放電儀和箱體內的變壓油相連接，用于測量放電模型在交直流復合電壓下的放電信號在變壓油中的傳播強度；

所述方法具體包括如下步驟：

獲得換流變本體絕緣件內部氣隙放電模型的放電矩陣P

將N個換流變本體絕緣件內部氣隙放電模型放置于換流變壓器放電特征試驗裝置中的放電模型安裝位置處，直流電壓發生器和交流耐壓設備工作，對換流變本體絕緣件內部氣隙放電模型進行交直流電壓復合處理，第一放電儀、第二放電儀以及第三放電儀測量相應的放電信號并分別各自獲得M個電流值，3M個電流值組成放電矩陣P；其中，N、M為自然整數；

獲得換流變懸浮導體放電模型的放電矩陣P1

將N個換流變懸浮導體放電模型放置于換流變壓器放電特征試驗裝置中的放電模型安裝位置處，直流電壓發生器和交流耐壓設備工作，對換流變懸浮導體放電模型進行交直流電壓復合處理，第一放電儀、第二放電儀以及第三放電儀測量相應的放電信號并分別各自獲得M個電流值，3M個電流值組成放電矩陣P1；

獲得換流變本體絕緣件內部放電模型的放電矩陣P2

將N個換流變本體絕緣件內部放電模型放置于換流變壓器放電特征試驗裝置中的放電模型安裝位置處，直流電壓發生器和交流耐壓設備工作，對換流變本體絕緣件內部放電模型進行交直流電壓復合處理，第一放電儀、第二放電儀以及第三放電儀測量相應的放電信號并分別各自獲得M個電流值，3M個電流值組成放電矩陣P2；

計算放電矩陣放電特征提取的中心向量P4

依據換流變本體絕緣件內部氣隙放電模型得到的放電矩陣P、換流變懸浮導體放電模型的放電矩陣P1、換流變本體絕緣件內部放電模型的放電矩陣P2，采用如下公式來計算得放電矩陣放電特征提取的中心向量P4：

其中：P4_j為中心向量P4中第j列的數值，P_ij為矩陣P中第i行第j列的數值，P1_ij為矩陣P1中第i行第j列的數值，P2_ij為矩陣P2中第i行第j列的數值；

計算換流變壓器放電特征試驗裝置放電特征的極距向量D

通過計算換流變本體絕緣件內部氣隙放電模型的放電矩陣P、換流變懸浮導體放電模型的放電矩陣P1、換流變本體絕緣件內部放電模型的放電矩陣P2的每行數據分別與中心向量P4的幾何極距，形成極距向量D，D的大小為1×3N，D_j為極距向量D第j列的數值；

其中，換流變本體絕緣件內部氣隙放電模型的放電矩陣P的每行數據與中心向量P4的幾何極距：

其中，1≤j≤N

換流變懸浮導體放電模型的放電矩陣P1的每行數據與中心向量P4的幾何極距：

其中，N+1≤j≤2N

換流變本體絕緣件內部放電模型的放電矩陣P2的每行數據分別與中心向量P4的幾何極距：

其中，2N+1≤j≤3N

當極距向量D的元素D_j的數值在大于0且小于3.4時，數值特征為換流變本體絕緣件內部氣隙放電，則表示換流變壓器故障位置為絕緣紙；

當極距向量D的元素D_j的數值在大于3.4且小于9.8時，數值特征為換流變懸浮導體放電模型的放電，則表示換流變壓器故障位置為電位連接線接觸不良；

當極距向量D的元素D_j的數值在大于9.8時，數值特征為換流變本體絕緣件內部放電模型的放電，則表示換流變壓器故障位置為絕緣紙內部放電。

2.如權利要求1所述的換流變壓器故障診斷方法，其特征在于，所述第一放電儀、第二放電儀以及第三放電儀均以一毫秒的頻率測量獲得一個電流值，所述N大于等于150，M大于等于3000。