[發(fā)明專利]一種用于對(duì)變壓器繞組注入正弦激勵(lì)信號(hào)的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010129781.X
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111208374A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常文治;畢建剛;許淵;袁帥;杜勁超;杜非;弓艷朋;王廣真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R31/72;G01R31/62;G01R31/52
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于對(duì)變壓器繞組注入正弦激勵(lì)信號(hào)的裝置及方法，屬于輸變電設(shè)備狀態(tài)傳感技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明裝置，包括：上位機(jī)，生成輸出信號(hào)指令傳輸至高頻大功率正弦信號(hào)源，對(duì)程控式繞組分接開(kāi)關(guān)下達(dá)開(kāi)關(guān)動(dòng)作命令；高頻大功率正弦信號(hào)源，接收輸出信號(hào)指令后，輸出正弦激勵(lì)信號(hào)；程控式繞組分接開(kāi)關(guān)，根據(jù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作命令，切換分接開(kāi)關(guān)，并將4抽頭激勵(lì)繞組中任意一個(gè)激勵(lì)繞組接入電器回路；4抽頭激勵(lì)繞組，連接變壓器繞組，并將變壓器繞組穿過(guò)4抽頭激勵(lì)繞組的閉合磁芯，通過(guò)程控式繞組分接開(kāi)關(guān)的切換，接收正弦激勵(lì)信號(hào)并注入變壓器繞組。本發(fā)明解決了接入變壓器繞組正弦激勵(lì)信號(hào)功率不足和缺乏強(qiáng)磁場(chǎng)耦合回路等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備狀態(tài)傳感技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于對(duì)變壓器繞組注入正弦激勵(lì)信號(hào)的裝置及方法。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵核心設(shè)備，截至2015年底，國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)110kV及以上等級(jí)變壓器在運(yùn)量超過(guò)39000臺(tái)，設(shè)備裝用量巨大，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的供電安全。然而近年來(lái)，變壓器繞組變形故障頻發(fā)，位居變壓器故障首位，2006年～2015年，國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)因繞組變形引起的220kV及以上等級(jí)變壓器損毀故障達(dá)81臺(tái)次，占變壓器全部故障的33.8％。頻繁的變壓器繞組變形故障導(dǎo)致了極大的設(shè)備可靠性的擔(dān)憂，尤其隨著電力系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大，容量越來(lái)越高，系統(tǒng)短路電流水平逐年提升，變壓器繞組變形故障隱患更加突出，系統(tǒng)短路后，如何快速有效地檢測(cè)出變壓器是否發(fā)生繞組變形，避免變壓器故障損毀，已經(jīng)成為運(yùn)維單位重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，亟需解決。

頻率響應(yīng)法是目前公認(rèn)的檢測(cè)繞組變形最為有效的技術(shù)手段，在變壓器繞組變形離線檢測(cè)方面取得了良好的應(yīng)用效果，但是離線檢測(cè)受制于被測(cè)設(shè)備的停電檢修時(shí)間，無(wú)法實(shí)時(shí)獲取變壓器運(yùn)行過(guò)程中的繞組變形狀態(tài)。開(kāi)展基于頻響法的變壓器繞組變形在線監(jiān)測(cè)能夠有效解決上述問(wèn)題，但是在線工況下變壓器繞組所處的電氣網(wǎng)絡(luò)涉及到不同負(fù)載回路，與離線狀態(tài)下單一的變壓器繞組回路完全不同，離線檢測(cè)所用的頻響信號(hào)注入方法、提取方法以及故障診斷方法均無(wú)法直接應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè)。目前對(duì)變壓器在線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)頻響信號(hào)的作用機(jī)理、激勵(lì)信號(hào)注入方法、響應(yīng)信號(hào)監(jiān)測(cè)及在線診斷算法等關(guān)鍵問(wèn)題尚未取得突破。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題本發(fā)明一種用于對(duì)變壓器繞組注入正弦激勵(lì)信號(hào)的裝置，包括：

上位機(jī)，生成輸出信號(hào)指令傳輸至高頻大功率正弦信號(hào)源，對(duì)程控式繞組分接開(kāi)關(guān)下達(dá)開(kāi)關(guān)動(dòng)作命令；

高頻大功率正弦信號(hào)源，接收輸出信號(hào)指令后，輸出正弦激勵(lì)信號(hào)；

程控式繞組分接開(kāi)關(guān)，根據(jù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作命令，切換分接開(kāi)關(guān)，并將4抽頭激勵(lì)繞組中任意一個(gè)激勵(lì)繞組接入電器回路；

4抽頭激勵(lì)繞組，連接變壓器繞組，并將變壓器繞組穿過(guò)4抽頭激勵(lì)繞組的閉合磁芯，通過(guò)程控式繞組分接開(kāi)關(guān)的切換，接收正弦激勵(lì)信號(hào)并注入變壓器繞組。

可選的，正弦激勵(lì)信號(hào)的頻率為100Hz～2MHz范圍內(nèi)程控可調(diào)、幅值0～150Vpp范圍內(nèi)程控可調(diào)何功率200W的正弦激勵(lì)信號(hào)。

可選的，100Hz～2MHz的頻率范圍，劃分為低頻、中頻、中高頻和高頻四個(gè)頻段。

可選的，4抽頭激勵(lì)繞組，包括4個(gè)激勵(lì)繞組，4個(gè)激勵(lì)繞組根據(jù)激勵(lì)繞組匝數(shù)由多至少分別接收低頻、中頻、中高頻和高頻四個(gè)頻段的正弦激勵(lì)信號(hào)。

可選的，程控式繞組分接開(kāi)關(guān)為四選一高頻開(kāi)關(guān)選通電路。

本發(fā)明還提出了一種用于對(duì)變壓器繞組注入正弦激勵(lì)信號(hào)的方法，包括：

上位機(jī)生成輸出信號(hào)指令傳輸至高頻大功率正弦信號(hào)源，對(duì)程控式繞組分接開(kāi)關(guān)下達(dá)開(kāi)關(guān)動(dòng)作命令；

高頻大功率正弦信號(hào)源接收輸出信號(hào)指令后，輸出正弦激勵(lì)信號(hào)；