CN104407260A - 配电变压器潜在故障预警方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种配电变压器潜在故障预警方法及装置，是专用于配电变压器电流电压在线测量与数据处理，得出反映配电变压器绕组变形故障的短路阻抗计算值、反映配电变压器铁心故障的空载损耗计算值，再将所述计算值与配电变压器出厂值进行比较，评估配电变压器的运行状态，及时发现潜在故障并进行故障预警的方法及装置，可确保设备的安全运行。

Description

配电变压器潜在故障预警方法及装置

技术领域

本发明涉及一种配电变压器潜在故障预警方法及装置，具体为通过互感器及智能监测终端对配电变压器运行过程中测量得到的电流、电压和油位信号进行数据处理，得出绕组短路阻抗和空载损耗计算值，并与出厂值比较，确定是否远程预警的方法和装置，属于配电网智能化运行技术领域。

背景技术

配电变压器是电力网络中处于的末端核心设备，它直接面对最广泛的电力终端用户，数量最多、位置分布十分广泛、安装与运行环境非常复杂，配电变压器运行状态正常与否直接决定着电力系统的供电可靠性。由于现有的配电变压器在运行管理方面存在诸多问题，比如季节性、时段性负荷率差别较大，当负荷率较高时，变压器处于过负荷运行状态，严重影响配电变压器的运行寿命；另一方面，这些数量众多的配电变压器在安全运行过程中，也是维护管理人员最需关注的重要设备，但由于地理位置及环境、安装条件等各不相同，对维护人员数量、技术熟练程度及工作量等提出了更高的要求，困难较多，因此实际上绝大多数配电变压器投运之后几乎是处于无人监管的状态。据统计，我国每年因配电变压器故障造成的非计划停电占到配电网停电事故的70～80％，而用于检修、预试的计划停电只占～20％。因此急需对配电变压器采用智能化运行技术，及时掌握配电变压器的运行情况，对其潜在故障进行监测和预警，给电力生产运行部门提供合理的检修决策，减少非计划停电，保证供电安全，提高供电可靠率。

变电站等电力枢纽网络中的大型电力变压器的智能化运行得到广泛应用，包括利用各种在线监测传感器实时检测出变压器的运行状态量，从而对电力变压器的实时运行状态进行评估，及时发现潜在故障并进行故障预警，为电力系统的稳定运行和状态检修发挥了重要的作用。然而针对配电变压器的智能化运行技术，目前尚处于开发阶段。

中国实用新型专利《配电变压器台区智能监控系统》(申请号：CN201120278296.5)和《一种智能配电变压器》(授权公告号：CN202839273)所公开的技术方案是通过电流电压传感器等监控装置，实现配电变压器台区智能监控，包括负荷、电能质量、故障位置、停电等实时信息监测，但没有提出对配电变压器的各类潜在故障状态进行预警技术方案。

发明专利《电力变压器绕组参数在线实时辨识装置及方法》(申请号：200810011051.9)能够做到对变压器短路阻抗实时在线检测,利用最小二乘实现绕组故障辨识,可实现对变压器的实时分析和故障预警；发明专利《变压器绕组在线监测系统》(申请号：201210590995.2)的监控功能包括输入输出电压电流的有效值、波形数据、电抗的趋势图等，还有基于数据库设计，提供灵活的查询统计；发明专利《变压器短路损耗和开路损耗的在线测量方法及系统》(申请号：201110273416.7)是对采集到的电压、电流信号与恒压源信号进行一定的数值运算并利用线性拟合实现短路电阻的在线测量；发明专利《一种变压器状态信息智能监控系统及方法》(申请号：201310493764.4)将变压器的各种信号传输至处理器进行分析、处理，处理器基于预设的变压器故障诊断算法，对变压器的运行状况进行故障诊断和风险评估并在故障出现时告警；期刊《电力自动化设备》(2010年第3期，范竞敏等)发表的“电力变压器绕组状态实时监测算法”提出了利用变压器原、次边的电压、电流信号对变压器的短路阻抗进行在线辨识，应用小波变换及傅里叶变换方法，得到负载状况下等效短路阻抗，并提出当短路阻抗变化值达到一定比例时，会出现绕组变形或匝间短路故障。以上专利或文献公开的不足之处是：不能同时进行绕组和铁心故障预警，或者是绕组故障计算方法较繁琐，或者是所阐述的方法简单，实际上可操作性不强。

随着对于大批量运行中的配电变压器在线监测重要性提高、超前性故障预警需求量增大，仅采用既有常规监测或保护方法(如测温、油位监控、过流过压保护等)显然难于达到需求，另一方面，照搬枢纽大型电力变压器的监测保护方法又不适于数量多且单台相对容量较小的配电变压器。因此，借鉴大型变压器监控与保护装置及方法，创造性的采用廉价易得的传感器、结合简单易行算法，实现配电变压器绕组和铁心故障预警方法及装置成为必需。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术提出的问题，公开一种配电变压器潜在故障预警方法及装置，是专用于配电变压器电流电压在线测量与数据处理，得出反映配电变压器绕组变形故障的短路阻抗计算值、反映配电变压器铁心故障的空载损耗计算值，再将所述计算值与配电变压器出厂值进行比较，评估配电变压器的运行状态，及时发现潜在故障并进行故障预警的方法及装置，可确保设备的安全运行。

本发明的技术方案是：配电变压器潜在故障预警方法，包括如下方法和步骤：

①在配电变压器的高、低压侧三相引出线上各安装一个电流互感器用以测量高、低压侧相电流信号；在三相高压侧绕组上，增加用于采集高压侧相电压信号测量绕组；在三相低压侧引出线上直接采集低压相电压信号；

②同步采样步骤①中的各路电流、电压信号，并将所采集到的信号传送至配电变压器智能监测终端；

其特征在于：还包括如下方法和步骤：

③所述智能监测终端对收到的电流、电压信号进行数据处理，得出反映配电变压器绕组变形故障的短路阻抗计算值和反映配电变压器铁心故障的空载损耗计算值；

④将短路阻抗计算值和空载损耗计算值与配电变压器出厂值进行比较，计算出短路阻抗变化率和空载损耗变化率，分别判断：

当所述短路阻抗变化率大于设定阈值时，则判定配电变压器绕组存在变形潜伏故障；反之则配电变压器绕组运行正常；

当所述空载损耗变化率大于设定阈值时，则判定配电变压器铁心存在故障，反之则配电变压器绕组运行正常；

当判定配电变压器绕组存在变形潜伏故障或配电变压器铁心存在故障时，配电变压器智能监测终端发出报警信号；

⑤将报警信号通过无线传输方式上传给后台管理系统，提供工作人员查看现场，进行处理。

如上所述配电变压器潜在故障预警方法，其特征在于：所述步骤③中智能监测终端进行数据处理，并按如下步骤计算出短路阻抗和短路阻抗变化率、空载损耗和空载损耗变化率：

步骤S1：设定配电变压器三相高低压侧电流瞬时值分别为：i_1a，i_1b，i_1c和i_1a，i_1b，i_1c；电压瞬时值分别为：u_1a，u_1b，u_1c和u_2a，u_2b，u_2c；所述电流瞬时值以及电压瞬时值由智能监测终端同步采样得到；

步骤S2：利用如下公式分别求取A相高低压侧电流有效值I_1a和电压有效值U_1a：

$I_{1a}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{i}_{1a}\left(m\right)}---\left(1\right)$

$U_{1a}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{1a}\left(m\right)}---\left(2\right)$

上式中，n为一个工频周期内的采样点数，i_1a(m)为A相高压电流在采样点m处的瞬时值，u_1a(m)为A相高压电压在采样点m处的瞬时值；

利用相同的公式求出高压侧B相电流的有效值I_1b，高压侧C相电流的有效值I_1c，低压侧A相电流的有效值I_2a，低压侧B相电流的有效值I_2b，低压侧C相电流的有效值I_2c；高压侧A相电压的有效值U_1a，高压侧B相电压的有效值U_1b，高压侧C相电压的有效值U_1c，低压侧A相电压的有效值U_2a，低压侧B相电压的有效值U_2b，低压侧C相电压的有效值U_2c；

步骤S3：对步骤S1中得到的配电变压器高压侧A相电流的瞬时值进行傅立叶变换，得到高压侧A相电流的初相位φ_I1a；同理可得高压侧B相电流的初相位φ_I1b，高压侧C相电流的初相位φ_I1c，低压侧A相电流的初相位φ_I2a，低压侧B相电流的初相位φ_I2b，低压侧C相电流的初相位φ_I2c；高压侧A相电压的初相位φ_U1a，高压侧B相电压的初相位φ_U1b，高压侧C相电压的初相位φ_U1c，低压侧A相电压的初相位φ_U2a，低压侧B相电压的初相位φ_U2b，低压侧C相电压的初相位φ_U2c；

步骤S4：根据步骤S1和步骤S2计算的结果得到配电变压器高低压侧电流信号的相量值，其中高压侧A相电流信号的相量值同理可得高压侧B相电流信号的相量值高压侧C相电流信号的相量值高压侧A相电压信号的相量值高压侧B相电压信号的相量值高压侧C相电压信号的相量值低压侧A相电流信号的相量值低压侧B相电流信号的相量值低压侧C相电流信号的相量值低压侧A相电压信号的相量值低压侧B相电压信号的相量值低压侧C相电压信号的相量值

步骤S5：为方便进行计算，将低压侧A相电流信号和电压信号折算到高压侧，折算公式如下：

${\stackrel{\·}{I}}_{12a}=\frac{1}{k}{\stackrel{\·}{I}}_{2a}---\left(3\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{12a}=k{\stackrel{\·}{U}}_{2a}---\left(4\right)$

同理将低压侧B相电流信号和电压信号折算到高压侧为和将低压侧C相电流信号和电压信号折算到高压侧为和

步骤S6：参照公知的单相变压器等效电路图，根据如下公式求取配电变压器A相等值参数：

${\stackrel{\·}{U}}_{1a}-{\stackrel{\·}{U}}_{12a}=Z_{1a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1a}+Z_{12a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12a}---\left(5\right)$

其中Z_1a＝R_1a+jX_1a为高压侧A相绕组的等值阻抗，R_1a和X_1a分别是高压侧A相绕组的等值电阻和等值电抗，Z_12a为低压侧A相绕组折算后的等值阻抗，Z_12a＝R_12a+jX_12a，R_12a和X_12a分别是低压侧A相绕组折算的等值电阻和等值电抗；

则配电变压器A相短路阻抗Z_ka＝R_ka+jX_ka，其中R_ka和X_ka分别为配电变压器A相的短路电阻和短路电抗，R_ka＝R_1a+R_12a，X_ka＝X_1a+X_12a；

同理求解出配电变压器B相短路阻抗Z_kb＝R_kb+jX_kb和配电变压器C相短路阻抗Z_kc＝R_kc+jX_kc，其中R_kb和R_kc分别为配电变压器B相和C相绕组的短路电阻，X_kb和X_kc分别为B相和C相绕组的短路电抗；

步骤S7：根据下式求出配电变压器的短路电抗X_k：

$X_k=\frac{X_{\mathrm{ka}}+X_{\mathrm{kb}}+X_{\mathrm{kc}}}{3}---\left(6\right)$

步骤S8：根据下式求解配电变压器A相的输入有功功率P_a1和A相的输出有功功率P_a2：

$P_{a1}=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{1a}\left(m\right)i_{1a}\left(m\right)---\left(7\right)$

$P_{a2}=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{2a}\left(m\right)i_{2a}\left(m\right)---\left(8\right)$

同理可求配电变压器B相的输入有功功率P_b1，C相的输入有功功率P_c1，B相的输出有功功率P_b2，C相的输出有功功率P_c2；则配电变压器总的输入功率P₁＝P_a1+P_b1+P_c1，总的输出功率P₂＝P_a2+P_b2+P_c2，配电变压器总的有功损耗P_总损耗＝P₁-P₂；

步骤S9：忽略配电变压器运行时的杂散损耗，则配电变压器运行时的损耗由铁损和铜损构成，利用公式： $P_{\mathrm{cu}-a}=I_{1a}^2\×R_{1a}+I_{12a}^2\×R_{12a}---\left(9\right)$

求解配电变压器A相的铜损P_cu-a；

同理求出B相的铜损P_cu-b和C相的铜损P_cu-c，则配电变压器运行时总铜损P_cu：

P_cu＝P_cu-a+P_cu-b+P_cu-c   ⑽

步骤S10：根据下式求解配电变压器运行时的空载损耗P₀：

P₀＝P_总损耗-P_cu   ⑾

步骤S11：根据下式计算短路电抗变化率ΔX％：

$\mathrm{\ΔX}\%=\left|\frac{X_k-X_b}{X_b}\right|\×100\%---\left(12\right)$

式中X_b为配电变压器额定短路电抗；

步骤S12：根据下式计算空载损耗变化率ΔP₀％：

$\mathrm{\Δ}{P}_0\%=\left|\frac{P_0-P_{0N}}{P_{0N}}\right|\×100\%---\left(13\right)$

式中P_oN为配电变压器额定空载损耗。

如上所述配电变压器潜在故障预警方法，其特征在于：所述步骤④中，短路阻抗变化率设定阈值为α；所述空载损耗变化率设定阈值为β，α的取值为10％，β的取值为15％。

一种实现如上所述配电变压器潜在故障预警方法的装置，其特征在于：包括3个高压电流互感器，3个低压电流互感器，3个高压电压互感器，一个配电变压器智能监测终端和一个后台管理系统；所述配电变压器智能监测终端包括数据采集单元、数据传输单元、中央处理单元和故障报警单元。

本发明可实现对配电变压器在线监测的数据进行处理分析，根据分析结果进行故障预测和报警，有效的减少配电变压器事故发生的概率。

附图说明

附图1是配电变压器潜伏故障预警装置结构示意图；

附图2是单相变压器等值电路图；

附图3是配电变压器潜伏故障预警算法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如附图3所示配电变压器潜在故障预警方法的装置包括3个高压电流互感器，3个低压电流互感器，3个高压电压互感器，一个配电变压器智能监测终端和一个后台管理系统；所述配电变压器智能监测终端包括数据采集单元、数据传输单元、中央处理单元和故障报警单元。所述电流下互感器、电压互感器输出信号均是通过配电变压器上部的隔离防水专用航空插座引出至配电变压器智能监测终端。

上述装置在应用时，在配电变压器的三相高压侧引出线上各安装一个电流互感器用以测量三相高压侧的相电流信号；三相低压引出线上分别安装一个电流互感器用于测量三相低压侧的相电流信号；三相高压绕组上增加测量绕组，用于采集高压侧相电压信号；三相低压引出铜线直接采集低压相电压信号。配电变压器智能监测终端对采集的数据进行处理后，判别配电变压器运行过程中是否存在潜伏故障。若判别结果是存在潜伏故障，则配电变压器智能监测终端发出报警信号，同时将报警信息通过无线传输方式上传给后台管理系统。

本发明配电变压器潜在故障预警方法，包括如下步骤：

①在配电变压器的高、低压侧三相引出线上各安装一个电流互感器用以测量高、低压侧相电流信号；在三相高压侧绕组上，增加用于采集高压侧相电压信号测量绕组；在三相低压侧引出线上直接采集低压相电压信号。

②同步采样步骤①中的各路电流、电压信号，并将所采集到的信号传送至配电变压器智能监测终端。

③所述智能监测终端对收到的电流、电压信号进行数据处理，得出反映配电变压器绕组变形故障的短路阻抗计算值和反映配电变压器铁心故障的空载损耗计算值。

④将短路阻抗计算值和空载损耗计算值与配电变压器出厂值进行比较，计算出短路阻抗变化率和空载损耗变化率，分别判断：

当所述短路阻抗变化率大于设定阈值时，则判定配电变压器绕组存在变形潜伏故障；反之则配电变压器绕组运行正常；本实施例中，短路阻抗变化率设定阈值为α。当所述空载损耗变化率大于设定阈值时，则判定配电变压器铁心存在故障，需进一步确认故障类型，反之则配电变压器绕组运行正常；本实施例中，空载损耗变化率设定阈值为β。

若判定配电变压器绕组存在变形潜伏故障或配电变压器铁心存在故障时，配电变压器智能监测终端发出报警信号。

⑤将报警信号通过无线传输方式上传给后台管理系统，提供工作人员查看现场，进行处理。

上述步骤③中，智能监测终端对接收到电流电压信号进行数据处理，并按如下步骤计算出短路阻抗和短路阻抗变化率、空载损耗和空载损耗变化率：

步骤S1：设定配电变压器三相高低压侧电流瞬时值分别为：i_1a，i_1b，i_1c和i_1a，i_1b，i_1c；电压瞬时值分别为：u_1a，u_1b，u_1c和u_2a，u_2b，u_2c；所述电流瞬时值以及电压瞬时值由智能监测终端同步采样得到。

步骤S2：利用如下公式分别求取A相高低压侧电流有效值I_1a和电压有效值U_1a：

$I_{1a}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{i}_{1a}\left(m\right)}---\left(1\right)$

$U_{1a}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{1a}\left(m\right)}---\left(2\right)$

上式中，n为一个工频周期内的采样点数，i_1a(m)为A相高压电流在采样点m处的瞬时值，u_1a(m)为A相高压电压在采样点m处的瞬时值。

利用相同的公式求出高压侧B相电流的有效值I_1b，高压侧C相电流的有效值I_1c，低压侧A相电流的有效值I_2a，低压侧B相电流的有效值I_2b，低压侧C相电流的有效值I_2c；高压侧A相电压的有效值U_1a，高压侧B相电压的有效值U_1b，高压侧C相电压的有效值U_1c，低压侧A相电压的有效值U_2a，低压侧B相电压的有效值U_2b，低压侧C相电压的有效值U_2c。

步骤S3：对步骤一中得到的配电变压器高压侧A相电流的瞬时值进行傅立叶变换，得到高压侧A相电流的初相位φ_I1a；同理可得高压侧B相电流的初相位φ_I1b，高压侧C相电流的初相位φ_I1c，低压侧A相电流的初相位φ_I2a，低压侧B相电流的初相位φ_I2b，低压侧C相电流的初相位φ_I2c；高压侧A相电压的初相位φ_U1a，高压侧B相电压的初相位φ_U1b，高压侧C相电压的初相位φ_U1c，低压侧A相电压的初相位φ_U2a，低压侧B相电压的初相位φ_U2b，低压侧C相电压的初相位φ_U2c。

步骤S4：根据步骤一和步骤二计算的结果得到配电变压器高低压侧电流信号的相量值，其中高压侧A相电流信号的相量值同理可得高压侧B相电流信号的相量值高压侧C相电流信号的相量值高压侧A相电压信号的相量值高压侧B相电压信号的相量值高压侧C相电压信号的相量值低压侧A相电流信号的相量值低压侧B相电流信号的相量值低压侧C相电流信号的相量值低压侧A相电压信号的相量值低压侧B相电压信号的相量值低压侧C相电压信号的相量值

步骤S5：为方便进行计算，将低压侧A相电流信号和电压信号折算到高压侧，折算公式如下：

${\stackrel{\·}{I}}_{12a}=\frac{1}{k}{\stackrel{\·}{I}}_{2a}---\left(3\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{12a}=k{\stackrel{\·}{U}}_{2a}---\left(4\right)$

同理将低压侧B相电流信号和电压信号折算到高压侧为和将低压侧C相电流信号和电压信号折算到高压侧为和

步骤S6：参照附图2所示的单相变压器等效电路图，根据如下公式求取配电变压器A相等值参数：

${\stackrel{\·}{U}}_{1a}-{\stackrel{\·}{U}}_{12a}=Z_{1a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1a}+Z_{12a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12a}---\left(5\right)$

其中Z_1a＝R_1a+jX_1a为高压侧A相绕组的等值阻抗，R_1a和X_1a分别是高压侧A相绕组的等值电阻和等值电抗，Z_12a＝R_12a+jX_12a为低压侧A相绕组折算后的等值阻抗，R_12a和X_12a分别是低压侧A相绕组折算的等值电阻和等值电抗；配电变压器A相短路阻抗Z_ka＝R_ka+jX_ka，其中R_ka＝R_1a+R_12a和X_ka＝X_1a+X_12a分别为配电变压器A相的短路电阻和短路电抗。

同理求解出配电变压器B相短路阻抗Z_kb＝R_kb+jX_kb和配电变压器C相短路阻抗Z_kc＝R_kc+jX_kc，其中R_kb、X_kb、R_kc和X_kc分别为配电变压器B相绕组的短路电阻、短路电抗和C相绕组的短路电阻、短路电抗。

步骤S7：根据下式求出配电变压器的短路电抗X_k：

$X_k=\frac{X_{\mathrm{ka}}+X_{\mathrm{kb}}+X_{\mathrm{kc}}}{3}---\left(6\right)$

步骤S8：根据下式求解配电变压器A相的输入有功功率P_a1和A相的输出有功功率P_a2：

$P_{a1}=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{1a}\left(m\right)i_{1a}\left(m\right)---\left(7\right)$

$P_{a2}=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{2a}\left(m\right)i_{2a}\left(m\right)---\left(8\right)$

同理可求配电变压器B相的输入有功功率P_b1，C相的输入有功功率P_c1，B相的输出有功功率P_b2，C相的输出有功功率P_c2；则配电变压器总的输入功率P₁＝P_a1+P_b1+P_c1，总的输出功率P₂＝P_a2+P_b2+P_c2，配电变压器总的有功损耗P_总损耗＝P₁-P₂。

步骤S9：忽略配电变压器运行时的杂散损耗，则配电变压器运行时的损耗由铁损和铜损构成，利用公式： $P_{\mathrm{cu}-a}=I_{1a}^2\×R_{1a}+I_{12a}^2\×R_{12a}---\left(9\right)$

求解配电变压器A相的铜损P_cu-a；

同理求出B相的铜损P_cu-b和C相的铜损P_cu-c，则配电变压器运行时总铜损P_cu：

P_cu＝P_cu-a+P_cu-b+P_cu-c   ⑽

步骤S10：根据下式求解配电变压器运行时的空载损耗P₀：

P₀＝P_总损耗-P_cu   ⑾

步骤S11：根据下式计算短路电抗变化率ΔX％：

$\mathrm{\ΔX}\%=\left|\frac{X_k-X_b}{X_b}\right|\×100\%---\left(12\right)$

式中X_b为配电变压器额定短路电抗。

步骤S12：根据下式计算空载损耗变化率ΔP₀％：

$\mathrm{\Δ}{P}_0\%=\left|\frac{P_0-P_{0N}}{P_{0N}}\right|\×100\%---\left(13\right)$

式中P_oN为配电变压器额定空载损耗。

优选的：本发明是采用廉价易得的传感器、结合简单易行算法，采用上述技术方案能够判别配电变压器运行过程中绕组和铁心存在的潜在故障。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.配电变压器潜在故障预警方法，包括如下方法和步骤：

①在配电变压器的高、低压侧三相引出线上各安装一个电流互感器用以测量高、低压侧相电流信号；在三相高压侧绕组上，增加用于采集高压侧相电压信号测量绕组；在三相低压侧引出线上直接采集低压相电压信号；

②同步采样步骤①中的各路电流、电压信号，并将所采集到的信号传送至配电变压器智能监测终端；

其特征在于：还包括如下方法和步骤：

③所述智能监测终端对收到的电流、电压信号进行数据处理，得出反映配电变压器绕组变形故障的短路阻抗计算值和反映配电变压器铁心故障的空载损耗计算值；

④将短路阻抗计算值和空载损耗计算值与配电变压器出厂值进行比较，计算出短路阻抗变化率和空载损耗变化率，分别判断：

当所述短路阻抗变化率大于设定阈值时，则判定配电变压器绕组存在变形潜伏故障；反之则配电变压器绕组运行正常；

当所述空载损耗变化率大于设定阈值时，则判定配电变压器铁心存在故障，反之则配电变压器绕组运行正常；

当判定配电变压器绕组存在变形潜伏故障或配电变压器铁心存在故障时，配电变压器智能监测终端发出报警信号；

⑤将报警信号通过无线传输方式上传给后台管理系统，提供工作人员查看现场，进行处理。

2.如权利要求1所述的配电变压器潜在故障预警方法，其特征在于：所述步骤③中智能监测终端进行数据处理，并按如下步骤计算出短路阻抗和短路阻抗变化率、空载损耗和空载损耗变化率：

步骤S1：设定配电变压器三相高低压侧电流瞬时值分别为：i_1a，i_1b，i_1c和i_1a，i_1b，i_1c；电压瞬时值分别为：u_1a，u_1b，u_1c和u_2a，u_2b，u_2c；所述电流瞬时值以及电压瞬时值由智能监测终端同步采样得到；

步骤S2：利用如下公式分别求取A相高低压侧电流有效值I_1a和电压有效值U_1a：

$I_{1a}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{i}_{1a}\left(m\right)}---\left(1\right)$

$U_{1a}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{1a}\left(m\right)}---\left(2\right)$

上式中，n为一个工频周期内的采样点数，i_1a(m)为A相高压电流在采样点m处的瞬时值，u_1a(m)为A相高压电压在采样点m处的瞬时值；

利用相同的公式求出高压侧B相电流的有效值I_1b，高压侧C相电流的有效值I_1c，低压侧A相电流的有效值I_2a，低压侧B相电流的有效值I_2b，低压侧C相电流的有效值I_2c；高压侧A相电压的有效值U_1a，高压侧B相电压的有效值U_1b，高压侧C相电压的有效值U_1c，低压侧A相电压的有效值U_2a，低压侧B相电压的有效值U_2b，低压侧C相电压的有效值U_2c；

步骤S3：对步骤S1中得到的配电变压器高压侧A相电流的瞬时值进行傅立叶变换，得到高压侧A相电流的初相位同理可得高压侧B相电流的初相位高压侧C相电流的初相位低压侧A相电流的初相位低压侧B相电流的初相位低压侧C相电流的初相位高压侧A相电压的初相位高压侧B相电压的初相位高压侧C相电压的初相位低压侧A相电压的初相位低压侧B相电压的初相位低压侧C相电压的初相位

步骤S4：根据步骤S1和步骤S2计算的结果得到配电变压器高低压侧电流信号的相量值，其中高压侧A相电流信号的相量值同理可得高压侧B相电流信号的相量值高压侧C相电流信号的相量值高压侧A相电压信号的相量值高压侧B相电压信号的相量值高压侧C相电压信号的相量值低压侧A相电流信号的相量值低压侧B相电流信号的相量值低压侧C相电流信号的相量值低压侧A相电压信号的相量值低压侧B相电压信号的相量值低压侧C相电压信号的相量值

步骤S5：为方便进行计算，将低压侧A相电流信号和电压信号折算到高压侧，折算公式如下：

${\stackrel{\·}{I}}_{12a}=\frac{1}{k}{\stackrel{\·}{I}}_{2a}---\left(3\right)$

${\stackrel{\·}{U}}_{12a}=k{\stackrel{\·}{U}}_{2a}---\left(4\right)$

同理将低压侧B相电流信号和电压信号折算到高压侧为和将低压侧C相电流信号和电压信号折算到高压侧为和

步骤S6：参照公知的单相变压器等效电路图，根据如下公式求取配电变压器A相等值参数：

${\stackrel{\·}{U}}_{1a}-{\stackrel{\·}{U}}_{12a}=Z_{1a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{1a}+Z_{12a}\×{\stackrel{\·}{I}}_{12a}---\left(5\right)$

其中Z_1a＝R_1a+jX_1a为高压侧A相绕组的等值阻抗，R_1a和X_1a分别是高压侧A相绕组的等值电阻和等值电抗，Z_12a为低压侧A相绕组折算后的等值阻抗，Z_12a＝R_12a+jX_12a，R_12a和X_12a分别是低压侧A相绕组折算的等值电阻和等值电抗；

则配电变压器A相短路阻抗Z_ka＝R_ka+jX_ka，其中R_ka和X_ka分别为配电变压器A相的短路电阻和短路电抗，R_ka＝R_1a+R_12a，X_ka＝X_1a+X_12a；

同理求解出配电变压器B相短路阻抗Z_kb＝R_kb+jX_kb和配电变压器C相短路阻抗

Z_kc＝R_kc+jX_kc，其中R_kb和R_kc分别为配电变压器B相和C相绕组的短路电阻、X_kb和X_kc分别为配电变压器B相和C相绕组的短路电抗；

步骤S7：根据下式求出配电变压器的短路电抗X_k：

$X_k=\frac{X_{\mathrm{ka}}+X_{\mathrm{kb}}+X_{\mathrm{kc}}}{3}---\left(6\right)$

步骤S8：根据下式求解配电变压器A相的输入有功功率P_a1和A相的输出有功功率P_a2：

$P_{a1}=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{1a}\left(m\right)i_{1a}\left(m\right)---\left(7\right)$

$P_{a2}=\frac{1}{n}\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{2a}\left(m\right)i_{2a}\left(m\right)---\left(8\right)$

同理可求配电变压器B相的输入有功功率P_b1，C相的输入有功功率P_c1，B相的输出有功功率P_b2，C相的输出有功功率P_c2；则配电变压器总的输入功率P₁＝P_a1+P_b1+P_c1，总的输出功率P₂＝P_a2+P_b2+P_c2，配电变压器总的有功损耗P_总损耗＝P₁-P₂；

步骤S9：忽略配电变压器运行时的杂散损耗，则配电变压器运行时的损耗由铁损和铜损构成，利用公式： $P_{\mathrm{cu}-a}=I_{1a}^2\×R_{1a}+I_{12a}^2\×R_{12a}---\left(9\right)$

求解配电变压器A相的铜损P_cu-a；

同理求出B相的铜损P_cu-b和C相的铜损P_cu-c，则配电变压器运行时总铜损P_cu：

P_cu＝P_cu-a+P_cu-b+P_cu-c     ⑽

步骤S10：根据下式求解配电变压器运行时的空载损耗P₀：

P₀＝P_总损耗-P_cu     ⑾

步骤S11：根据下式计算短路电抗变化率ΔX％：

$\mathrm{\ΔX}\%=\left|\frac{X_k-X_b}{X_b}\right|\×100\%---\left(12\right)$

式中X_b为配电变压器额定短路电抗；

步骤S12：根据下式计算空载损耗变化率ΔP₀％：

${\mathrm{\ΔP}}_0\%=\left|\frac{P_0-P_{0N}}{P_{0N}}\right|\×100\%---\left(13\right)$

式中P_oN为配电变压器额定空载损耗。

3.如权利要求1所述的配电变压器潜在故障预警方法，其特征在于：所述步骤④中，短路阻抗变化率设定阈值为α；所述空载损耗变化率设定阈值为β,α的取值为10％，β的取值为15％。

4.一种实现如权利要求1所述配电变压器潜在故障预警方法的装置，其特征在于：包括3个高压电流互感器，3个低压电流互感器，3个高压电压互感器，一个配电变压器智能监测终端和一个后台管理系统；所述配电变压器智能监测终端包括数据采集单元、数据传输单元、中央处理单元和故障报警单元。