[發(fā)明專利]基于熱解效應(yīng)的牽引變壓器在線監(jiān)測(cè)診斷方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110498401.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN113138356A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬少坡;丁雪成;王睿思;李超;吳鳳娟;楊孝忠;鄭勵(lì)耘;劉斌;鄒康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司;南京嘉容電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/62
• 分類號(hào): G01R31/62;G01K11/32;G01N25/00;G01N25/02;G01N33/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

本發(fā)明公開了一種基于熱解效應(yīng)的牽引變壓器在線監(jiān)測(cè)診斷方法，包括：實(shí)時(shí)采集油中氣體在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、繞組測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，以及包括牽引變壓器頂部油溫和底部油溫在內(nèi)的牽引變壓器本體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；分析油中氣體故障情況，計(jì)算牽引變壓器的熱點(diǎn)溫度；對(duì)油中氣體分析結(jié)果和熱點(diǎn)溫度進(jìn)行異常判斷；針對(duì)異常分析得到故障熱源，計(jì)算故障熱源溫度；基于油中氣體熱解效應(yīng)分析結(jié)果，計(jì)算牽引變壓器的故障功率；對(duì)牽引變壓器的故障源面積進(jìn)行估算；分析牽引變壓器在當(dāng)前故障情況下的正常運(yùn)行時(shí)間。本發(fā)明能夠分析牽引變壓器的故障狀態(tài)，提高牽引變壓器故障診斷的準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及牽引變壓器故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于熱解效應(yīng)的牽引變壓器在線監(jiān)測(cè)診斷方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

牽引變壓器是現(xiàn)代電氣化路供電系統(tǒng)的重要部分之一。牽引變壓器安全穩(wěn)定的工作對(duì)現(xiàn)在鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。如果牽引變壓器發(fā)生故障，就會(huì)給鐵路牽引供電系統(tǒng)帶來極大的影響，降低鐵路的運(yùn)輸能力。所以為了保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行，必須及時(shí)準(zhǔn)確地判斷出牽引變壓器發(fā)生故障的故障類型，并及時(shí)做出相應(yīng)的維修措施。當(dāng)牽引變壓器發(fā)生故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流和電壓波動(dòng)、振動(dòng)、氣體、電脈沖、電輻射、磁輻射和超聲波等異常的現(xiàn)象。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)牽引變壓器故障診斷的方法有兩大類，分別是基于電氣量和非電氣量。

牽引變壓器故障診斷用電氣量檢測(cè)的方法包括局部放電法、電壓電流分析法和鐵芯多點(diǎn)接地檢測(cè)法等。用非電量進(jìn)行故障檢測(cè)的方法包括:油量分析法、油中氣體成分含量分析法和振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)法等。但每種檢測(cè)方法都存在一些不足之處。例如，電流電壓分析法比較容易受到網(wǎng)壓波動(dòng)的影響。油中氣體成分含量分析法由于色譜分析非常復(fù)雜，這樣就會(huì)對(duì)故障診斷造成較大的誤差。局部放電分析法近些年來受到廣泛關(guān)注，用脈沖電流法監(jiān)測(cè)局部放電故障時(shí)，脈沖分辨率高但信號(hào)易受干擾;基于超聲波的檢測(cè)法不易受干擾，能準(zhǔn)確定位放電點(diǎn)，但靈敏度低，不能定量地判斷放電的大小。同時(shí)這些方法都存在投資成本高，檢測(cè)結(jié)果和實(shí)際相差很大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于熱解效應(yīng)的牽引變壓器在線監(jiān)測(cè)診斷方法和系統(tǒng)，通過將牽引變壓器油中氣體監(jiān)測(cè)、繞組測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、牽引變壓器本體監(jiān)測(cè)結(jié)合起來，基于油中氣體熱解效應(yīng)分析方法，分析牽引變壓器的故障狀態(tài)，提高牽引變壓器故障診斷的準(zhǔn)確率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本實(shí)施例公開了一種基于熱解效應(yīng)的牽引變壓器在線監(jiān)測(cè)診斷方法，所述在線監(jiān)測(cè)診斷方法包括：

S1，實(shí)時(shí)采集油中氣體在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、繞組測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度和牽引變壓器頂部油溫的牽引變壓器本體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

S2，根據(jù)油中氣體在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析油中氣體故障情況，根據(jù)繞組測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、牽引變壓器頂部油溫計(jì)算牽引變壓器的熱點(diǎn)溫度；

S2，對(duì)步驟S1的油中氣體分析結(jié)果和計(jì)算得到的熱點(diǎn)溫度進(jìn)行異常判斷，當(dāng)油中氣體分析結(jié)果或熱點(diǎn)溫度出現(xiàn)異常時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟S3，否則，轉(zhuǎn)入步驟S1；

S3，針對(duì)異常分析得到故障熱源，計(jì)算故障熱源溫度；

S4，基于油中氣體熱解效應(yīng)分析結(jié)果，計(jì)算牽引變壓器的故障功率；

S5，對(duì)牽引變壓器的故障源面積進(jìn)行估算；

S6，結(jié)合牽引變壓器油體積容量和估算得到的牽引變壓器的故障源面積，分析牽引變壓器在當(dāng)前故障情況下的正常運(yùn)行時(shí)間。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

進(jìn)一步地，步驟S1中，采用光纖傳感器測(cè)量得到牽引變壓器本體繞組溫度。

進(jìn)一步地，所述油中氣體在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括牽引變壓器油中H2濃度、CO濃度、CO2濃度、CH4濃度、C2H2濃度、C2H4濃度、C2H6濃度、O2濃度和總烴濃度中的幾種或者全部。

進(jìn)一步地，步驟S2中，根據(jù)IEC60076-7，下述公式計(jì)算得到計(jì)算牽引變壓器的熱點(diǎn)溫度：