CN104330660A - 基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法，包括变压器噪声的声压级、声功率级测量和噪声频谱分析方法，本发明根据变压器噪声的声压级、声功率级增加值和噪声频谱的变化，确定变压器所受入侵直流偏磁情况，及变压器的偏磁状态。本发明的检测方法简单、实用、节能、高效，可以结合其它电性能测试方法共同使用，也可以单独使用，对变压器的直流偏磁状态进行检测和分析，保证变压器在直流偏磁状态下安全可靠运行。本发明的检测方法适用于三相五柱、单相三柱、单相四柱铁心型式的变压器，不适用于三相三柱铁心变压器。

Description

基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法

技术领域

本发明涉及电力变压器技术领域，具体涉及基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法。

背景技术

直流输电系统的设备故障，常规的预防性检修，换流站建设初期的单极投运、调试，常导致直流输电系统工作在单极大地回线方式或双极不平衡方式。当直流电流通过接地极流入中性点接地的交流变压器中时，会导致直流偏磁，直流磁势或直流磁通引起变压器一系列电磁效应，包括铁心半周磁饱和，损耗、温升增大，如果铁心饱和程度较高，可能引发漏磁增加引起局部过热，加剧振动，增加运行噪声，其产生的谐波还会引起系统电压波形畸变及继电保护误动等，影响变压器的安全运行，并且这种情况随着我国超高压直流输电线路的不断增加变得越来越严重。在实际运行中的500kV 变压器经常出现一些异常振动的问题，造成异常振动的直接原因就是变压器的直流偏磁现象。目前，许多超高压、特高压项目对变压器耐受直流偏磁能力提出了明确的要求，为了保证电网系统及产品安全性，有必要开展变压器直流偏磁状态分析研究。

作为电力主干网络的一部分，500kV 变压器的可靠运行对电网安全运行意义重大。当变压器近区直流电流通过接地点注入变压器，就使变压器铁心被直流磁化，磁工作点发生偏移，如图1所示。电力系统对有些产品在标书要求变压器高压中性点接地回路中存在4A直流偏磁电流下（有些标书中还提出了更高的要求），变压器铁心不应存在局部过热现象，油中气体分析正常，并且有些标书还提出了持续时间的要求。该项技术性能指标还未被列入变压器的型式和常规试验项目，本发明专利就是根据变压器直流偏磁下的噪声声级和频谱变化规律对其直流偏磁状态进行确定和分析，电力系统可采取切实有效的保护措施，提高系统安全可靠性。

发明内容

为了对电力变压器直流偏磁状态进行监测，本发明提出了一种基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法。本发明是一种非电量测量方法，对电力变压器有无直流偏磁下的噪声声压级、声功率级、噪声频谱进行测量和对比，根据声级增加情况和噪声频谱的变化情况对变压器的直流偏磁状态进行分析，以达到保护变压器直流偏磁状态下的安全稳定运行的目的。

    本发明的技术方案是：本发明的基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法，包括变压器在直流偏磁下噪声的变化情况确定其直流偏磁状态，有以下两项检测内容：1）根据变压器空载和负载下及有直流偏磁发生时的空载和负载下噪声声压级、声功率级的测量，与正常运行状态下的对比，确定声级增加值；2）根据变压器空载和负载下及有直流偏磁发生时的空载和负载下的噪声频谱测量，声级频谱与正常运行状态下的对比及变化情况，结合声级增加值确定变压器直流偏磁状态；检测方法包括如下步骤：

1）根据国家标准GB/T1094.10-2003声级测定方法，对电力变压器进行无直流偏磁正常运行状态下，空载和低负载下的声压级、声功率级测定和每个测量点的频谱测量，并记录；

2）根据无直流偏磁下空载和负载状态各测点的频谱测量结果，确定噪声频谱测量的敏感点，记录各个状态敏感点的频谱；

3）在有可能的直流偏磁状态下对电力变压器进行声级测量，记录声压级、声功率级，测量并记录敏感点的噪声频谱图；

   4）根据声级增加值和噪声频谱优势频率变化最终确定变压器处于直流偏磁状态。

   上述步骤2）根据无直流偏磁下空载和负载状态各测点的频谱测量结果，结合变压器铁心、绕组、油箱的具体结构，确定噪声频谱测量的3-5个敏感点，记录各个状态敏感点的频谱。

   上述检测方法适用于三相五柱式、单相三柱式、单相五柱式铁心结构的变压器。

本发明的优点是：本发明采用一种非电量、非接触式的测量方法，对运行变压器不需停电，安全可靠、实用高效、节能环保。可以结合其它电性能测试方法共同使用，也可以单独使用。本发明专利适用于三相五柱式、单相三柱式、单相五柱式铁心结构的变压器，不适用于三相三柱铁心式变压器。

附图说明：

图1 为变压器的直流偏磁现象的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为单相变压器俯视图；

图4为本发明电力变压器噪声敏感点选择的示意图。

具体实施方式：

   本发明在空载和低负载下对电力变压器按照国家标准GB/T1094.10-2003声级测定方法进行声级测定，并记录每个测点的噪声频谱，根据铁心、绕组、油箱结构及相对位置选择若干个敏感点，在直流偏磁时，对电力变压器空载及低负载下的声级及噪声频谱进行测定，并对比无直流偏磁时的声级和频谱变化，综合分析确定变压器直流偏磁状态，其特征是声压级和声功率级的增加量和频谱中优势频率的变化，确定电力变压器的直流偏磁状态。

  本发明的具体检测步骤是：

1）根据国家标准GB/T1094.10-2003声级测定方法，对电力变压器进行无直流偏磁正常运行状态下，空载和低负载下的声压级、声功率级测定和每个测量点的频谱测量，并详细记录。

2）根据无直流偏磁下空载和负载状态各测点的频谱测量结果，结合变压器铁心、绕组、油箱的具体结构，确定噪声频谱测量3-5个敏感点，记录各个状态敏感点的频谱。敏感点选择可参见图2。

3）参见表1，在有可能的直流偏磁状态下按照上述方法，对电力变压器进行声级测量，记录声压级、声功率级。测量并记录敏感点的噪声频谱图。

4）根据声级增加值和噪声频谱优势频率变化最终确定变压器处于直流偏磁状态。

表1 噪声测量记录

Claims (3)

1.一种基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法，其特征在于包括变压器在直流偏磁下噪声的变化情况确定其直流偏磁状态，有以下两项检测内容：1）根据变压器空载和负载下及有直流偏磁发生时的空载和负载下噪声声压级、声功率级的测量，与正常运行状态下的对比，确定声级增加值；2）根据变压器空载和负载下及有直流偏磁发生时的空载和负载下的噪声频谱测量，声级频谱与正常运行状态下的对比及变化情况，结合声级增加值确定变压器直流偏磁状态；检测方法包括如下步骤：

1）根据国家标准GB/T1094.10-2003声级测定方法，对电力变压器进行无直流偏磁正常运行状态下，空载和低负载下的声压级、声功率级测定和每个测量点的频谱测量，并记录；

2）根据无直流偏磁下空载和负载状态各测点的频谱测量结果，确定噪声频谱测量的敏感点，记录各个状态敏感点的频谱；

3）在有可能的直流偏磁状态下对电力变压器进行声级测量，记录声压级、声功率级，测量并记录敏感点的噪声频谱图；

   4）根据声级增加值和噪声频谱优势频率变化最终确定变压器处于直流偏磁状态。

2.根据权利要求1所述的基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法，其特征在于上述步骤2）根据无直流偏磁下空载和负载状态各测点的频谱测量结果，结合变压器铁心、绕组、油箱的具体结构，确定噪声频谱测量的3-5个敏感点，记录各个状态敏感点的频谱。

3.根据权利要求1所述的基于噪声方法的电力变压器直流偏磁状态检测方法，其特征在于上述检测方法适用于三相五柱式、单相三柱式、单相五柱式铁心结构的变压器。