CN106199263B - 一种变压器的在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器的在线监测方法，包括：监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；若检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围，则发出警报信息；可见，在本实施例中，通过实时检测变压器的绕组温度信息、局放量信息、变比信息、有功损耗信息和漏抗信息，能及时检测出变压器是否出现故障，避免变压器停运造成巨大的经济损失；本发明还公开了一种变压器的在线检测系统，同样能实现上述技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及干式变压器监测技术领域，更具体地说，涉及一种变压器的在线监测方法及系统。
背景技术
对于地下变压器来说，其散热能力将大大低于地面的变压器，因此，此时运行温度的提升是造成变压器故障的主要原因。而且，为了避免火灾和环境污染物，通常使用干式变压器和防火绝缘。为了确保地下变电所的安全可靠，电力设备和环境需要被实时监测和管理。由于更高的绝缘强度、更优越的环境适应能力和更简单的安装和维护，干式变压器已经广泛应用于中低压配电系统。但是，它的工作性能十分受热传递性能的影响。干式变压器的残余寿命会因为绕组的温度上升超过一定极值后而减少，并且绝缘老化会加剧，可能导致绝缘击穿。况且，变压器的故障诸如短路、绝缘损坏、绕组变形和局放都可能导致变压器停运，并且造成巨大的经济损失。
因此，如何避免变压器故障，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压器的在线监测方法及系统，以实现对变压器故障进行监测。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种变压器的在线监测方法，包括：
监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；
根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；
若检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围，则发出警报信息。
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级次级的线圈匝数比n、初级电流I1、初级电压V1、次级电流信息I2和次级电压信息V2，及变比计算规则：
计算变比信息N。
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的有功损耗信息P。
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的漏抗信息X。
一种变压器的在线监测系统，包括：
监测模块，用于监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；
运行参数计算模块，用于根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；
警报信息生成模块，用于检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围时，则发出警报信息。
其中，所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级次级的线圈匝数比n、初级电流I1、初级电压V1、次级电流信息I2和次级电压信息V2，及变比计算规则：
计算变比信息N。
其中，所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的有功损耗信息P。
其中，所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的漏抗信息X。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种变压器的在线监测方法，包括：监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；若检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围，则发出警报信息；可见，在本实施例中，通过实时检测变压器的绕组温度信息、局放量信息、变比信息、有功损耗信息和漏抗信息，能及时检测出变压器是否出现故障，避免变压器停运造成巨大的经济损失；本发明还公开了一种变压器的在线检测系统，同样能实现上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种变压器的在线监测方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的变压器等效电路图；
图3(a)为本发明实施例公开的变比信息测试结果示意图；
图3(b)为本发明实施例公开的有功损耗信息测试结果示意图；
图3(c)为本发明实施例公开的漏抗信息测试结果示意图；
图4为本发明实施例公开的一种变压器的在线监测系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种变压器的在线监测方法及系统，以实现对变压器故障进行监测。
参见图1，本发明实施例提供的一种变压器的在线监测方法，包括：
S101、监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；
具体的，本实施例中的在线监测方法可以通过在线监测方法实现本方案，即综合在线状态监测和可靠性分析系统(CMRAS)；其中，基本参数是用来计算运行参数的基本参数，例如下文提到的电流、电压等；其中，可以通过PT100来监测绕组温度信息，通过环境温度传感器来监测变压器箱体壁的温度，通过TEV传感器来监测局放，而变压器的电流电压则可以由互感器测取。
S102、根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级次级的线圈匝数比n、初级电流I1、初级电压V1、次级电流信息I2和次级电压信息V2，及变比计算规则：
计算变比信息N。
具体的，参见图2所示的变压器等效电路图，将变压器的参数归算到一次侧，R1+jX1和R2+jX2分别表示变压器一二次侧的漏阻抗，n为初级次级的线圈匝数比。根据等效电路图，可以得出电压电流的比例分别为：
ΔnV和ΔnI的分别是电压电流比例的动态误差。在正常运行状态，电压电流的比值分别接近于n和-1/n。但在轻载的时候，I2很小，电流比例容易产生误差。因而在本实施例中，提出了新的比例算法，这里的比例同时引入了电流电压参量。计算式子如下：
与传统的方法相比，新比例在轻载情况下判定效果更好。这一比值的变化反应了变压器匝间短路。
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的有功损耗信息P。
具体的，变压器的有功损耗可以表示成其一次侧的有功功率与二次侧有功功率的差值。具体计算式子如下：
分别为一二次侧的功率因素。R12max是一二次侧中最大的电阻。这种计算方法计算能量时使用电压电流都是同一侧的，需要监测参数间的高同步性。为了缓解这一要求，在本实施例中提供新的计算方法，功率的计算使用的电流电压处于不同侧。如下：
相比于传统方法，新方法能够有效地检测过热、内部短路和严重的绝缘损坏。这一参量判定的不正常状态有别于电流比例判定的不正常状态。
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的漏抗信息X。
具体的，变压器的漏抗变化受到负载率和外部环境的影响较小。在正常情况下，它们应该很小，都分别被限制在和的范围内。而且由于激磁阻抗很大，可以得到如下计算公式：
为了提高鲁棒性，在本实施例提供一个新的计算方法：
这可以看作将实际的漏抗乘上电压变比n+ΔnVmax，可以有效反应不同程度的变压器绕组变形。
S103、若检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围，则发出警报信息。
具体的，参见图3(a)、3(b)和3(c)，在本实施例中，若发现变比信息、有功损耗信息和漏抗信息这三个反应变压器运行状态的3个参数偏离正常值时，CMRAS系统要发出警报；同理，当绕组温度信息和局放量信息同样超过安全范围时，同样需要发出警报。
下面对本发明实施例提供的变压器的在线监测系统进行介绍，下文描述的变压器的在线监测系统与上文描述的变压器的在线监测方法可以相互参照。
参见图4，本发明实施例提供的一种变压器的在线监测系统，包括：
监测模块100，用于监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；
运行参数计算模块200，用于根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；
警报信息生成模块300，用于检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围时，则发出警报信息。
基于上述技术方案，所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级次级的线圈匝数比n、初级电流I1、初级电压V1、次级电流信息I2和次级电压信息V2，及变比计算规则：
计算变比信息N。
基于上述技术方案，所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的有功损耗信息P。
基于上述技术方案，所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压U1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的漏抗信息X。
本发明实施例提供的一种变压器的在线监测方法，包括：监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；若检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围，则发出警报信息；可见，在本实施例中，通过实时检测变压器的绕组温度信息、局放量信息、变比信息、有功损耗信息和漏抗信息，能及时检测出变压器是否出现故障，避免变压器停运造成巨大的经济损失；本发明还公开了一种变压器的在线检测系统，同样能实现上述技术效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种变压器的在线监测方法，其特征在于，包括：
监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；
根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；
若检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围，则发出警报信息；
其中，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级次级的线圈匝数比n、初级电流I1、初级电压V1、次级电流信息I2和次级电压信息V2，及变比计算规则：
计算变比信息N。
2.根据权利要求1所述的在线监测方法，其特征在于，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压V1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的有功损耗信息P。
3.根据权利要求2所述的在线监测方法，其特征在于，根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，包括：
根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压V1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的漏抗信息X。
4.一种变压器的在线监测系统，其特征在于，包括：
监测模块，用于监测变压器在当前运行状态下的基本参数、绕组温度信息和局放量信息；
运行参数计算模块，用于根据所述基本参数计算所述变压器的运行参数，所述运行参数至少包括变比信息、有功损耗信息和漏抗信息；
警报信息生成模块，用于检测到所述运行参数、所述绕组温度信息和所述局放量信息中至少一者的参数值超出对应的预定范围时，则发出警报信息；
所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级次级的线圈匝数比n、初级电流I1、初级电压V1、次级电流信息I2和次级电压信息V2，及变比计算规则：
计算变比信息N。
5.根据权利要求4所述的在线监测系统，其特征在于，
所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压V1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的有功损耗信息P。
6.根据权利要求5所述的在线监测系统，其特征在于，
所述运行参数计算模块根据所述基本参数中的初级电流I1、初级电压V1、初级功率因素次级电流信息I2、次级电压信息V2和次级功率因素及有功损耗计算规则：计算所述变压器的漏抗信息X。
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