[發明專利]一種電力變壓器匝間短路故障的在線診斷方法

有效

• 申請號: 201811560473.1
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109657720B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 華中生;游雨暄;徐曉燕
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種電力變壓器匝間短路故障的在線診斷方法，包括：(1)收集案例變壓器的各監測指標記錄的在短路前后的監測數據，檢驗各監測指標在短路前后是否發生顯著性變化，篩選出短路前后有顯著性變化的監測指標；(2)將短路前后有顯著性變化的監測指標記錄的監測數據輸入到隨機森林模型中，訓練短路故障在線診斷模型；(3)將待測變壓器的待測監測數據輸入優化后的隨機森林模型中，輸出對待測監測數據的在線診斷結果，判斷待測變壓器是否故障。上述方法只需對待測變壓器的待測監測數據進行遠程分析，相比于離線檢測法而言不需要現場試驗，節省試驗費用，提高診斷效率。

技術領域

本發明涉及故障診斷領域，具體涉及一種電力變壓器匝間短路故障的在線診斷方法。

背景技術

電力變壓器是電網系統的重要設備之一，承擔著電網樞紐的工作。及時杜絕電力變壓器的故障隱患，對保障電網的安全穩定運行具有十分重要的意義。據統計，約25％的變壓器匝間事故是由短路沖擊后變壓器繞組發生變形后引起的，故障的嚴重程度與短路電流的大小有關。

短路電流不良工況分類可分為三類：I級不良工況是指短路電流在最大可承受短路電流的50％～70％之間，且次數累計達到6次及以上；II級不良工況是指短路電流在最大可承受短路電流的70％～100％之間；III級不良工況是指短路電流在最大可承受短路電流的100％以上。

目前，國內變壓器匝間短路故障的診斷主要依靠觀察主變保護動作情況、油樣分析情況和短路電流值。若主變未跳閘、油樣無異常且短路電流值小于50％可承受最大短路電流值，則認為主變不存在明顯故障，加強后續油色譜跟蹤監測。若主變未跳閘、油樣異常或短路電流值大于50％可承受最大短路電流值，則需要盡快安排停電試驗，包括頻率響應測試、短路阻抗測試、電容量測試等，綜合所有試驗結果進行專題分析，判斷繞組是否受沖擊發生了嚴重變形，以決定變壓器能否繼續運行。若主變非電量保護動作，則需對該變壓器安排試驗并進行動態抗短路能力分析，綜合所有試驗結果進行專題分析以決定是否進行局放試驗或是吊罩、解體檢查。

以上短路故障診斷方法最終都需要進行停電試驗或解體檢查來確認變壓器繞組是否受沖擊后發生了變形，屬于離線診斷法，存在操作復雜、試驗困難、依賴人工經驗等缺點。

與離線診斷法相對的不需要停電試驗的診斷方法稱為在線診斷法，如用超聲波信號或其他寬帶信號的變化來檢測是否變形、使用雷達圖來測量繞組尺寸和觀測是否變形以及利用磁通分布的變化來檢測是否變形等。

以上方法操作簡單，且能對變壓器內部結構直接觀測，做出非常準確的判斷結果，但缺點是新技術和新設備的應用成本高，這些方法也未能投入實際應用和大范圍推廣中。

公開號為CN 108197639 A的專利說明書公開了一種基于隨機森林的變壓器故障診斷方法，包括：采集變壓器中絕緣油中故障氣體濃度數據以及對應的故障類別作為訓練樣本；根據所述訓練樣本按照決策樹的生成步驟建立故障決策樹：根據故障決策樹建立隨機森林模型；采集未知故障類別的故障氣體濃度數據，輸入到所述隨機森林模型，以所述隨機森林模型得到故障類別。利用變壓器中絕緣油中故障氣體濃度數據作為訓練樣本建立的隨機森林模型，對整個變壓器故障有精確的診斷，而且穩定性高，可應用于變壓器診斷技術領域。

公開號為CN 107025514 A的專利說明書公開了一種動態評估變壓器設備狀態的評價方法，包括以下步驟：統計變壓器設備的每個狀態量的歷史數據；基于每個狀態量的歷史數據，使用隨機森林算法計算每個狀態量的重要度；將每個狀態量的重要度按照修正因素的量化值進行修正，再將修正后的狀態量重要度離散化，轉換成預先設定的參數，反映每個狀態量的重要度等級；根據每個狀態量的重要度等級對變壓器設備進行狀態評估，確定設備的實時狀態；把狀態評價方法中的每個狀態量的重要度等級作為歷史數據，并重復以上步驟，實現評價方法的白我優化和動態評估。

發明內容