[發明專利]一種變壓器匝間故障檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 201910871936.4
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110568302A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 夏紅軍;徐紅艷;陳峰;董強;張旭峰;史正方;沈峰強
• 申請（專利權）人: 杭州電力設備制造有限公司;國網浙江杭州市余杭區供電有限公司;國網浙江省電力有限公司杭州供電公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 巴翠昆

本申請公開了一種變壓器匝間故障檢測方法及裝置，該方法包括：首先將至少兩個傳感器為一組印刷在PCB上；然后把印刷好的各組傳感器以非侵入式安裝在變壓器內部空間，且每組傳感器相對于穿過變壓器鐵芯中心的水平對稱軸呈對稱安裝；最后判斷變壓器工作時的漏磁通分布是否對稱；若是，則判定變壓器未發生匝間故障；若否，則判定變壓器發生匝間故障。本申請提供的上述變壓器匝間故障檢測方法簡便、安全、有效，為電力設備選型和繼電保護整定提供了理論依據。

技術領域

本發明涉及變壓器故障檢測領域，特別是涉及一種變壓器匝間故障檢測方法及裝置。

背景技術

電力變壓器是電力系統中的昂貴設備，其意外停電可能導致電力供應的完全中斷和重大經濟損失。因此，開發能夠在線分析和評估變壓器內部狀態的方法是變壓器監測和診斷行業追求的目標之一。變壓器的內部故障通常只有幾匝，雖然短路匝中的電流幅值較大，但變壓器端電流變化與額定值相比較小。這表明需要具有高靈敏度和高速度的保護系統。對多年來發生的變壓器故障記錄研究表明，故障總數的70％～80％起因于內部繞組絕緣故障。如果故障未檢測到，這些匝間故障通常會演變為更加難以修復的變壓器鐵芯接地故障。或者，匝間故障會在電力變壓器油箱內產生電弧，在差動繼電器觸發之前造成大量損壞，甚至造成變壓器爆炸。

目前，基于繞組異常檢測技術的頻率響應分析(Frequency Response Analyzer，簡稱FRA)是最靈敏的繞組異常檢測方法。然而，外部噪聲和測量條件對結果影響很大。并且，FRA技術存在設備特性，檢測標準僅適用于變壓器的離線運行狀態。基于匝間故障磁化電流在線檢測方法可以識別1匝和2匝故障的情況，但該技術僅適用于空載和輕載，如10％滿載功率的情況。勵磁涌流和頻分多路復用也常用來檢測匝間短路，然而，這些技術需要離線運行，這就要求變壓器與電力系統網絡斷開。基于星形繞組變壓器中性電流的匝間故障檢測可以識別低至4線圈故障，但該技術僅適用于一次側星形繞組變壓器，很少用于配電系統。對于勵磁涌流目前多采用基于差動電流中二次諧波與基波比例進行判別，然而該方法在某些情況下，不能防止誤操作，可能帶來災難性的后果。對于輕微的匝間故障，差動電流中勵磁涌流占主要部分，而匝間短路電流僅占一小部分，并且二次諧波判據會閉鎖繼電器幾秒鐘。而如果匝間故障持續時間超過一定時間，由內部電弧燃燒產生的氣體可能會導致變壓器油箱爆炸。

因此，如何簡單有效且安全地檢測出變壓器的匝間故障，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種變壓器匝間故障檢測方法及裝置，可以簡便、安全、有效地檢測出匝間故障。其具體方案如下：

一種變壓器匝間故障檢測方法，包括：

將至少兩個傳感器為一組印刷在PCB上；

把印刷好的各組所述傳感器以非侵入式安裝在變壓器內部空間，且每組所述傳感器相對于穿過所述變壓器鐵芯中心的水平對稱軸呈對稱安裝；

判斷所述變壓器工作時的漏磁通分布是否對稱；

若是，則判定所述變壓器未發生匝間故障；若否，則判定所述變壓器發生匝間故障。

優選地，在本發明實施例提供的上述變壓器匝間故障檢測方法中，所述變壓器包括從內向外布置的鐵芯、第一絕緣層、低壓繞組、第二絕緣層和高壓繞組；其中，

所述傳感器具體安裝在所述變壓器的鐵芯和第一絕緣層之間的空間內。

優選地，在本發明實施例提供的上述變壓器匝間故障檢測方法中，所述傳感器是由同心矩形螺旋線圈而形成的。

優選地，在本發明實施例提供的上述變壓器匝間故障檢測方法中，所述傳感器產生的感應電壓與穿過所述傳感器的漏磁通變化量成正比。

優選地，在本發明實施例提供的上述變壓器匝間故障檢測方法中，所述傳感器產生的感應電壓與穿過所述傳感器的漏磁通變化量之間的關系如下：