[發明專利]線圈類設備匝絕緣狀態監測裝置、系統及監測方法

在審

• 申請號: 202111000346.8
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113447782A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 鄒林;王頌;張巍;李銳海;朱俊霖;劉桓瑞;趙林杰
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/52;G01R31/72
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種線圈類設備匝絕緣狀態監測裝置，其特征在于，包括：

第一探測線圈（11），其與線圈類設備（2）的首端等電位連接；

第二探測線圈（12），其與線圈類設備（2）的尾端等電位連接；

第一電流互感器（13），其與所述第一探測線圈（11）連接；

第一電壓互感器（14），其與所述第一探測線圈（11）連接；

第二電流互感器（15），其與所述第二探測線圈（12）連接；

第二電壓互感器（16），其與所述第二探測線圈（12）連接；

第一AD轉換單元（17），其與所述第一電流互感器（13）以及所述第一電壓互感器（14）連接；

第二AD轉換單元（18），其與所述第二電流互感器（15）以及所述第二電壓互感器（16）連接；

第一無線傳輸單元（19），其與所述第一AD轉換單元（17）連接；

第二無線傳輸單元（110），其與所述第二AD轉換單元（18）連接。

2.根據權利要求1所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測裝置，其特征在于，還包括：

第一匹配負載（111），其與所述第一探測線圈（11）的兩個端子連接；

第二匹配負載（112），其與所述第二探測線圈（12）的兩個端子連接。

3.根據權利要求1至2任一項所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測裝置，其特征在于，所述第一探測線圈（11）與所述第二探測線圈（12）的線圈繞制方向相反且線圈匝數相同。

4.一種線圈類設備匝絕緣狀態監測系統，其特征在于，包括：

如權利要求1至3任一項所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測裝置；

FFT模塊，用于通過無線接收單元接收兩個探測線圈感應得到的電壓信號以及電流信號，將兩個探測線圈感應得到的電壓信號相加，并對相加得到電壓信號進行快速傅里葉變換，計算得到頻譜，再計算出40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值，以及對每個探測線圈的感應得到的電壓信號進行快速傅里葉變換，計算得到頻譜，再分別計算出兩個探測線圈工頻信號的相位差；

狀態判斷模塊，用于根據40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值以及兩個探測線圈工頻信號的相位差對線圈類設備進行故障狀態判斷。

5.根據權利要求4所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測系統，其特征在于，所述狀態判斷模塊具體用于：

將線圈類設備正常運行時的40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值作為基準值，在第一時間內實時計算得到的40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值大于十倍基準值時，發出警報信號，記錄警報次數；

在第一時間段內實時計算得到的兩個探測線圈工頻信號的相位差大于預設相位差值時，發出警報信號，記錄警報次數；

若第二時間段內，報警次數滿足預設條件時，判定線圈類設備發生匝間短路故障；其中，第二時間為第一時間的整數倍。

6.根據權利要求5所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測系統，其特征在于，所述預設條件具體為：

K/（T2/T1）0.5；

式中，K為報警次數，T2為第二時間，T1為第一時間。

7.根據權利要求5或6所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測系統，其特征在于，所述系統還包括：

開關控制模塊，用于在判定線圈類設備發生匝間短路故障時，控制開關投入跳閘，控制線圈類設備退出運行。

8.一種如權利要求7所述的線圈類設備匝絕緣狀態監測系統的監測方法，其特征在于，包括：

獲取兩個探測線圈感應得到的電壓信號以及電流信號，將兩個探測線圈感應得到的電壓信號相加，并對相加得到電壓信號進行快速傅里葉變換，計算得到頻譜，再計算出40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值，以及對每個探測線圈的感應得到的電壓信號進行快速傅里葉變換，計算得到頻譜，再分別計算出兩個探測線圈工頻信號的相位差；

將第一時間內實時計算得到的40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值與基準值進行比較，當第一時間內實時計算得到的40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值大于十倍基準值時，發出警報信號，記錄警報次數；其中，基準值為線圈類設備正常運行時的40kHz~50kHz頻率分量的信號幅值；

將第一時間段內實時計算得到的兩個探測線圈工頻信號的相位差與預設相位差值進行比較，當第一時間段內實時計算得到的兩個探測線圈工頻信號的相位差大于預設相位差值時，發出警報信號，記錄警報次數；

若第二時間段內，警報次數滿足如下條件：K/（T2/T1）0.5，則判定線圈類設備發生匝間短路故障；其中，K為報警次數，T2為第二時間，T1為第一時間；

在判定線圈類設備發生匝間短路故障時，控制開關投入跳閘，控制線圈類設備退出運行。