[發明專利]用于檢測變壓器繞組中的匝間故障的系統和方法

有效

• 申請號: 201780010984.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN108603908B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: Z.張;S.達斯;T.西杜;M.R.達達什扎德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R31/72
• 分類號: G01R31/72;G01R31/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜冰;閆小龍

本公開的實施例涉及檢測各種物體的一個或多個繞組中的匝間故障。在一種實施方式中，故障檢測器接收與變壓器關聯的一組電流測量值，并使用這些測量值執行用于檢測變壓器中的匝間故障的過程。所述過程可包括通過用穩態差動電流值除以穩態電壓值獲得一個或多個補償因數；通過所述一個或多個補償因數乘以所述穩態電壓值，確定磁化電流幅度指標；通過將所述穩態差動電流值與修改值結合確定補償的差動電流值，所述修改值并入所述磁化電流幅度指標；將所述補償的差動電流值與閾值比較；當所述補償的差動電流值超過所述閾值時，斷言在變壓器中出現匝間故障。

技術領域

本公開涉及繞組故障檢測器，并且更具體地涉及匝間繞組故障檢測器系統和方法。

背景技術

繞組線圈被并入到各種產品中，例如被并入到電感器和變壓器中。更具體地，在電力傳輸系統中，例如，電力變壓器或并聯電抗器的各種部件可包括一個或多個繞組線圈。在使用中這些繞組中可出現各種類型的故障。這些故障中的一些，例如電力變壓器的輸出端子之間的短路比其它故障例如，電力變壓器的一次繞組或二次繞組的幾個線匝之間的內部短路更容易檢測。幾個線匝之間的內部短路可能不一定導致由電力變壓器傳送到耦連到電力變壓器的電力傳輸線的電流量的明顯變化。然而，如果不采取及時的補救動作，這種故障可最終發展成嚴重故障，其可嚴重地影響通過電力傳輸線的電力傳輸。

通常配置成檢測各種類型的繞組中的明顯電流變化的常規故障檢測裝置可能不能夠有效地檢測在這些繞組中的小的匝間故障。更具體講，常規的故障檢測裝置可能缺少足夠的靈敏度檢測指示匝間故障的低幅度差動電流(differential current)的變化。因此，已經提出了涉及使用其它技術檢測匝間故障的一些解決方案。例如，一種常規解決方案通常關于通過使用并入差動原理的基于負序的算法的電力變壓器中的故障檢測，而另一種常規解決方案通常關于通過使用并入檢測比較原理的基于負序的算法的電力變壓器中的故障檢測。對于故障檢測使用負序差動電流的這些常規解決方案可受到各種系統不平衡條件的影響，這些條件可影響檢測過程的靈敏度和可靠性。另外，即便檢測到故障，在多相變壓器系統中按照特定相位精確定位故障可能是不可識別的。

發明內容

本公開的實施例大體上涉及用于檢測繞組中的匝間故障的系統和方法。

根據本公開的實施例的第一示范性系統可包括變壓器、第一電流監測元件、第二電流監測元件和故障檢測器。所述第一電流監測元件可以被配置成基于監測變壓器的一次繞組電流提供第一電流測量值。所述第二電流監測元件可以被配置成基于監測變壓器的二次繞組電流提供第二電流測量值。所述故障檢測器可以被配置成接收所述第一電流測量值和所述第二電流測量值中的每一個，并使用所述第一電流測量值和所述第二電流測量值通過執行一種過程檢測所述變壓器中的匝間故障；所述過程可以包括：確定穩態差動電流值；確定穩態電壓值；通過所述穩態差動電流值除以所述穩態電壓值來確定一個或多個補償因數；通過用所述一個或多個補償因數乘以所述穩態電壓值來確定磁化電流幅度指標；通過將所述穩態差動電流值與修改值結合確定補償的差動電流值，所述修改值并入所述磁化電流幅度指標；將補償的差動電流值與閾值比較；當所述補償的差動電流值超過所述閾值時，斷言在所述變壓器中出現匝間故障；以及執行補救操作包括發出報警或操作保護繼電器的至少一個。