[發明專利]一種適用于換流變壓器局部放電預警的方法及系統

在審

• 申請號: 202110646403.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113533910A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李剛;汪可;程渙超;張書琦;李金忠;梁寧川;李戈琦;楊帆;王宇軒;李嘉熙;詹江楊;金凌峰;孫建濤;劉雪麗;徐征宇;王健一;譚瑞娟;遇心如;湯浩;趙志剛;趙曉宇;趙曉林;王琳;李熙寧;張薦;王一林;鄧俊宇;唐勇
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網浙江省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明公開了一種適用于換流變壓器局部放電預警的方法，屬于故障診斷技術領域。本發明方法包括：搭建換流變壓器局部放電測試模型，預設換流變壓器電極在實際交?直流復合電場作用下的放電類型；在預設運行方式下，進行測試及收集放電數據，對信號進行提取，將視在放電量作為局部放電發展階段的特征量；根據測試及放電數據，獲取放電各階段視在放電量判斷指標和閾值，確定絕緣缺陷的放電階段；針對提取的放電信號，構建發展階段換流變壓器電極模型的放電類型的放電判斷指標及閾值數據庫；獲取換流變壓器電極模型的放電特征參量與不同放電發展階段的數學映射，判定局部放電判定結果；利用蜂鳴器或預警信號燈發出換流變壓器局部放電模型的預警信號。

技術領域

本發明涉及故障診斷技術領域，并且更具體地，涉及一種適用于換流變壓器局部放電預警的方法及系統。

背景技術

隨著直流輸電電壓等級的提高，特高壓直流設備的絕緣問題也日益突出。換流變壓器是直流系統中最重要的電氣設備，其運行可靠性直接影響整個系統的運行。換流變壓器運行中的絕緣事故在全部故障所占比例為50％左右，葛洲壩、天生橋等變電站換流變壓器都出現多次絕緣事故。CIGRE14.04工作組發布了關于換流變壓器故障率方面的數據表明，換流變壓器的故障率大約是交流變壓器的兩倍。由于整流閥在導通和截至時產生幅值較高、波形陡的脈沖電壓，該脈沖電壓疊加在繞組電壓上，導致閥側繞組電壓是一個由直流電壓和嚴重畸變的交流電壓(諧波大量存在)組成的類似交流正弦波形的復合電壓，同時閥側繞組還承受雷電沖擊和操作過電壓。

而且，換流變壓器短路阻抗以及損耗引起的設備溫升高于普通變壓器，換流變壓器內部溫度通常比普通變壓器高20％左右。因此，換流變壓器閥側繞組運行工況比交流變壓器的更加嚴厲，這是導致換流變壓器線圈絕緣故障率高于普通變壓器的主要原因。

作為高壓直流輸電系統的關鍵設備之一，換流變壓器絕緣狀態的好壞會對直流輸電系統的可靠性造成直接影響，與普通電力變壓器不同，換流變壓器結構復雜，其閥側繞組承受著交流、直流、脈沖電壓的共同作用。

隨著直流輸電電壓水平的不斷提高，其內部油紙絕緣結構的某些薄弱環節就會產生甚至加劇局部放電，導致換流變壓器運行出現故障。局部放電不僅能夠表征換流變壓器的絕緣劣化，而且是造成絕緣劣化的關鍵性因素。對換流變壓器內部局部放電的類型和嚴重程度進行有效識別能夠及時發現其內部的一些潛伏性故障，為診斷和狀態檢修策略提供依據，保障系統的安全穩定運行。因此，開展換流變壓器局部放電模式識別方法的研究具有極其重要的工程實用價值。

發明內容

本發明的目的在于針對換流變壓器局部放電發展階段預警方法，診斷更為準確，使電力系統運行更加可靠、安全、穩定，而提出了一種適用于換流變壓器局部放電預警的方法，包括：

搭建換流變壓器局部放電測試模型，在局部放電測試模型中預設換流變壓器電極在實際交-直流復合電場作用下的放電類型；

在預設運行方式下，進行局部放電測試模型的測試及收集放電數據，用濾波算法對放電數據的信號進行提取，將視在放電量作為局部放電發展階段的特征量；

根據局部放電測試及收集的放電數據，獲取放電各階段視在放電量判斷指標和閾值，根據放電各階段視在放電量判斷指標和閾值，確定絕緣缺陷的放電階段；

針對提取的放電信號，構建發展階段換流變壓器電極模型的放電類型，在預設運行方式下的放電判斷指標及閾值數據庫；

根據放電判斷指標和閾值數據庫，獲取換流變壓器電極模型的放電特征參量與不同放電發展階段的數學映射，判定局部放電測試模型局部放電判定結果；

根據局部放電測試模型的放電判定結果，利用蜂鳴器或預警信號燈發出換流變壓器局部放電模型的預警信號。

可選的，預設電極包括：球-板電極、針-板電極和柱-板電極。

可選的，預設運行方式包括：空載運行、負載運行及超載運行。