CN105137247A - 变压器绕组状态监测辅助装置 - Google Patents

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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Hohai University HHU
Nanjing Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
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Abstract

本发明涉及一种变压器绕组状态监测辅助装置，包括第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器、第四振动传感器、电流互感器、数据采集仪和工控机，所述第一、第二、第三振动传感器分别设置在变压器箱体上表面三相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第四振动传感器设置在变压器箱体侧面；所述电流互感器设置在靠近B相高压绕组接线柱供电电源线上；所述第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器、第四振动传感器和电流互感器均与数据采集仪的输入端连接，所述数据采集仪的输出端与工控机的输入端连接。该装置能够对变压器空载合闸的暂态信号及状态变化进行监测，从而用于辅助监测变压器绕组松动和变形。

Description

变压器绕组状态监测辅助装置
技术领域
本发明涉及一种变压器绕组状态监测辅助装置，属于电力变压器安全监测技术领域。
背景技术
电力变压器作为电力传输的关键设备，其可靠性和稳定性在极大程度上影响着整个电网的安全运行。据有关资料表明，50%以上的变压器故障来源于外部短路，外部短路产生的巨大电磁力会进一步引发变压器绕组松动、变形等重大缺陷。
由于外部短路冲击、年久老化等原因，绕组松动是变压器使用中常见缺陷。电流产生的电动力会使绕组产生振动，且电动力的大小正比如电流的平方，现有技术一般是利用稳态电流所产生的振动信号变化来判断变压器绕组是否松动，但对部分轻微松动情况，其振动信号变化不明显，则会被忽略。
所以更大的电流有利于振动特征的监测与提取，即有利于准确地发现更轻微松动。而变压器空载合闸时，会产生很大的励磁涌流，在极其严重的情况下，励磁涌流的幅值可达到空载电流的几百倍，励磁涌流虽然存在的时间很短，但是数值很大。
空载合闸所产生的励磁涌流的大小并不仅仅取决于变压器的绕组是否松动，其大小所要考虑的因素包括了变压器的等值阻抗、铁芯内的剩磁大小、合闸时的初相角等众多因素，不能单方面从励磁涌流的大小来判断变压器是否有故障的存在。因此需要对变压器空载合闸的暂态信号及状态变化进行监测，用于辅助监测变压器绕组松动和变形。
发明内容
本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，为了电网运行安全，提出一种能够对变压器空载合闸的暂态信号及状态变化进行监测，从而用于辅助监测变压器绕组松动和变形的装置。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种变压器绕组状态监测辅助装置，包括第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器、第四振动传感器、电流互感器、数据采集仪和工控机，所述第一振动传感器设置在变压器箱体上表面A相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第二振动传感器设置在变压器箱体上表面B相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第三振动传感器设置在变压器箱体上表面C相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第四振动传感器设置在变压器箱体侧面；所述电流互感器设置在靠近B相高压绕组接线柱供电电源线上；所述第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器、第四振动传感器和电流互感器均与数据采集仪的输入端连接，所述数据采集仪的输出端与工控机的输入端连接。
优选的，所述数据采集仪的输出端与工控机通过USB数据线连接。
优选的，所述第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器均为加速度传感器。
优选的，所述电流互感器是钳式电流互感器
优选的，所述数据采集仪为型号iotech652u的振动采集仪。
上述技术方案的进一步改进是：所述第一振动传感器设置在变压器箱体上表面A相高压绕组和低压绕组接线柱的中间位置，所述第二振动传感器设置在变压器箱体上表面B相高压绕组和低压绕组接线柱的中间位置，所述第三振动传感器设置在变压器箱体上表面C相高压绕组和低压绕组接线柱的中间位置。
上述技术方案的进一步改进是：所述第四振动传感器设置在变压器箱体正面的中心位置。
上述技术方案的进一步改进是：还包括存储模块，所述存储模块与工控机连接。
本发明带来的有益效果是：本发明利用四个振动传感器和一个电流互感器，可以测量变压器在空载合闸产生很大的励磁涌流时变压器箱体的振动数据以及B相高压绕组接线柱供电电源线的电流数据，并将测量得到的数据及时反馈给工控机，由工控机进行存储保留，或者由工控机及时上传给上位机进行进一步的判断和处理，提取出暂态信号特征量，得出变压器绕组状态，因此本发明可以辅助及时检测绕组是否松动和变形，避免了变压器在绕组松动或变形时依旧运行工作损伤变压器的情况出现。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，本实施例的变压器绕组状态监测辅助装置包括第一振动传感器1-1、第二振动传感器1-2、第三振动传感器1-3、第四振动传感器1-4、电流互感器5、数据采集仪3和工控机4，第一振动传感器1-1设置在变压器箱体1上表面A相高压绕组和低压绕组接线柱（图1中A1表示A相高压绕组接线柱，a1表示A相低压绕组接线柱）中间位置，第二振动传感器1-2设置在变压器箱体上表面B相高压绕组和低压绕组接线柱（图1中B1表示B相高压绕组接线柱，b1表示B相低压绕组接线柱）中间位置，第三振动传感器设置在变压器箱体上表面C相高压绕组和低压绕组接线柱（图1中C1表示C相高压绕组接线柱，c1表示C相低压绕组接线柱）中间位置，第四振动传感器1-4设置在变压器箱体起码面正中心；电流互感器5设置在靠近B相高压绕组接线柱B1供电电源线上；第一振动传感器1-1、第二振动传感器1-2、第三振动传感器1-3、第四振动传感器1-4和电流互感器5均与数据采集仪3的输入端连接，数据采集仪3的输出端与工控机4的输入端连接。
本实施例中第一振动传感器1-1、第二振动传感器1-2、第三振动传感器1-3、第四振动传感器1-4均采用型号为CTC-AC102-A的加速度传感器。本实施例中电流互感器5是钳式电流互感器，型号为CC65汉泰。本实施例中数据采集仪3为振动采集仪，型号为iotech652u。本实施例中工控机4是手提式工控机，型号为SPC-8150。
本实施例在使用时，首先启动第一振动传感器1-1、第二振动传感器1-2、第三振动传感器1-3、第四振动传感器1-4和电流互感器5，在电源合闸时，数据采集仪3各传感器振动信号和B相高压绕组电流信号，然后上位机通过希特伯特-黄变换程序，计算出暂态时间以及第6阶IMF分量瞬时幅值平均值，得到变压器绕组的状态和松动情况。
本实施例还可以增加与工控机输出端连接的存储模块6，便于存储保留数据采集仪3接收到的数据。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：包括第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器、第四振动传感器、电流互感器、数据采集仪和工控机，所述第一振动传感器设置在变压器箱体上表面A相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第二振动传感器设置在变压器箱体上表面B相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第三振动传感器设置在变压器箱体上表面C相高压绕组和低压绕组接线柱之间，所述第四振动传感器设置在变压器箱体侧面；所述电流互感器设置在靠近B相高压绕组接线柱供电电源线上；所述第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器、第四振动传感器和电流互感器均与数据采集仪的输入端连接，所述数据采集仪的输出端与工控机的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：所述数据采集仪的输出端与工控机通过USB数据线连接。
3.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：所述第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器均为加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：所述电流互感器是钳式电流互感器。
5.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：所述数据采集仪为型号iotech652u的振动采集仪。
6.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：所述第一振动传感器设置在变压器箱体上表面A相高压绕组和低压绕组接线柱的中间位置，所述第二振动传感器设置在变压器箱体上表面B相高压绕组和低压绕组接线柱的中间位置，所述第三振动传感器设置在变压器箱体上表面C相高压绕组和低压绕组接线柱的中间位置。
7.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：所述第四振动传感器设置在变压器箱体正面的中心位置。
8.根据权利要求1所述的变压器绕组状态监测辅助装置，其特征在于：还包括存储模块，所述存储模块与工控机的输出端连接。
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