CN109031072A - 变压器故障检测系统 - Google Patents

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田崇剑
付东
苏丹
王亚玲
徐荣浩
胡兴元
郑发林
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Wuxi Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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State Grid Chongqing Power Co Wuxi County Power Supply Branch
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials

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Abstract

本发明提供的一种变压器故障检测系统，包括第一变压器，第一变压器包括绕组和铁芯，第一变压器的绕组底部设置A1振动传感器，第一变压器的绕组顶部设置有A2振动传感器；铁芯的接地线上设置有电流传感器，电流传感器与微处理器相连接，微处理器与电流传感器之间还设置有开关装置，微处理器用于控制开关装置的开、闭，并接收电流传感器探测的电流信号值；微处理器连接有通信模块，通信模块与绝缘故障系统通信。微处理器首先通过探测的A1振动传感器和A2振动传感器的振动信号值计算得到第一振幅能量和第二振幅能量，并判断存在绕组变形的可能性时，微处理器控制电流传感器探测电流信号，再通过绝缘故障系统判断是否发生绝缘故障。

Description

变压器故障检测系统
技术领域
本发明涉及变压器检测技术领域，具体涉及变压器故障检测系统。
背景技术
作为电力系统中电压转换与电能分配的重要设备，变压器的运行状态关系着整个电网运行的安全与经济性。近年来，随着对电力需求的快速增长，变压器朝着大容量方向发展。新的不同种类、容量的变压器由于变压器油箱表面性的投入，对变压器的稳定可靠性，尤其是能否及时发现故障，并解决故障提出了更高的要求。
变压器最基本结构包括铁芯、绕组、绝缘以及引线等部分。此外，为了运行的安全经济与可靠，还装有散热冷却装置和保护装置。其中，铁芯是变压器中磁力线的通路，由表面涂有绝缘漆的硅钢片组成，一方面集中并加强磁通作用，另一方面来支持绕组。绕组是变压器中电流的通路，通过绕组形成电流通路，再由电磁感应作用产生感应电动势，绕组通常为两个或两个以上。变压器套管是一种绝缘装置，它将高压绕组和低压绕组的引线接到油箱外部，并承担着引线对地的绝缘。此外，还可以固定引线。冷却装置是对运行中的变压器进行冷却的设备，是用来散发运行中绕组等产生的热量的。
变压器最常见的故障之一是绕组变形，严重威胁着电力系统的安全。绕组变形现象是指在电动力或机械力作用下发生轴向或径向尺寸变化，通常由扭曲、鼓包和以为等表现形式。而绕组变形后可能会发生绝缘纸破损的情况，而现在却没有一款故障系统却没有检测此种状况。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种变压器故障检测系统，首先通过振动传感器探测的振动信号值计算得到第一振幅能量和第二振幅能量，并判断存在绕组变形的可能性时，微处理器控制电流传感器探测电流信号，再通过绝缘故障系统判断是否发生绝缘故障。
本发明提供的一种变压器故障检测系统，包括第一变压器，第一变压器包括绕组和铁芯，第一变压器的绕组底部设置A1振动传感器，第一变压器的绕组顶部设置有A2振动传感器；A1振动传感器和A2振动传感器分别与微处理器相连接；
铁芯的接地线上设置有电流传感器，所述电流传感器与微处理器相连接，所述微处理器与电流传感器之间还设置有开关装置，所述微处理器用于控制开关装置的开、闭，并接收电流传感器探测的电流信号值；
微处理器连接有通信模块，所述通信模块与绝缘故障系统通信，所述绝缘故障系统接收微处理器传输的电流信号值，并判断是否发生绝缘故障。
进一步的，微处理器内设置有计算单元，计算单元用于根据微处理器接收到的A1振动传感器和A2振动传感器探测的振动数据，计算第一振幅能量和第二振幅能量。
进一步的，第一变压器相邻位置设置有第二变压器，第二变压器的绕组底部设置B1振动传感器，二变压器的绕组顶部设置有B2振动传感器；B1振动传感器和B2振动传感器分别与微处理器相连接；计算单元用于根据微处理器接收到的B1振动传感器和B2振动传感器探测的振动数据，计算第三振幅能量和第四振幅能量，并比较第一振幅能量和第三振幅能量相似度，以及第二振幅能量与第四振幅能量的相似度。
进一步的，绝缘故障系统包括数据处理单元所述数据处理单元内存储有标准阈值范围，所述数据处理单元将探测的电流信号值与标准阈值范围进行比较，若探测的电流信号值不在标准阈值范围内，则存在异常。
进一步的，电流传感器为宽频电流传感器。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：
本发明提供一种变压器故障检测系统，包括第一变压器，第一变压器包括绕组和铁芯，第一变压器的绕组底部设置A1振动传感器，第一变压器的绕组顶部设置有A2振动传感器；A1振动传感器和A2振动传感器分别与微处理器相连接；铁芯的接地线上设置有电流传感器，电流传感器与微处理器相连接，微处理器与电流传感器之间还设置有开关装置，微处理器用于控制开关装置的开、闭，并接收电流传感器探测的电流信号值；微处理器连接有通信模块，通信模块与绝缘故障系统通信，绝缘故障系统接收微处理器传输的电流信号值，并判断是否发生绝缘故障。微处理器首先通过探测的A1振动传感器和A2振动传感器的振动信号值计算得到第一振幅能量和第二振幅能量，并判断存在绕组变形的可能性时，微处理器控制电流传感器探测电流信号，再通过绝缘故障系统判断是否发生绝缘故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例1的控制框图。
图2为本发明实施例2的控制框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1，请参阅图1，本实施例提供的一种变压器故障检测系统，包括第一变压器，第一变压器包括绕组和铁芯，第一变压器的绕组底部设置A1振动传感器，第一变压器的绕组顶部设置有A2振动传感器；A1振动传感器和A2振动传感器分别与微处理器相连接；铁芯的接地线上设置有电流传感器，电流传感器与微处理器相连接，微处理器与电流传感器之间还设置有开关装置，微处理器用于控制开关装置的开、闭，并接收电流传感器探测的电流信号值；微处理器连接有通信模块，通信模块与绝缘故障系统通信，绝缘故障系统接收微处理器传输的电流信号值，并判断是否发生绝缘故障。微处理器首先通过探测的A1振动传感器和A2振动传感器的振动信号值计算得到第一振幅能量和第二振幅能量，当第一振幅能量和第二振幅能量相似度大于4%时，第一变压器的绕组存在变形的可能性，此时微处理器控制电流传感器探测电流信号，再通过绝缘故障系统判断是否发生绝缘故障。
微处理器内设置有计算单元，计算单元用于根据微处理器接收到的A1振动传感器和A2振动传感器探测的振动数据，计算第一振幅能量和第二振幅能量。由于绕组振动在传递过程中会衰减，导致油箱壁上振动分布不均，振动的分布特性发生改变，根据计算单元计算得到的第一振幅能量和第二振幅能量之间的相似度，可以判断机械稳定性的变化。计算振幅能量的方法采用现有技术。
微处理器上设置有通信模块，通信模块与绝缘故障系统相通信，当第一变压器的绕组存在变形的可能性，此时微处理器控制电流传感器探测电流信号，通信模块将电流信号传输至绝缘故障系统。
绝缘故障系统包括数据处理单元所述数据处理单元内存储有标准阈值范围，所述数据处理单元将探测的电流信号值与标准阈值范围进行比较，若探测的电流信号值不在标准阈值范围内，则存在异常。
电流传感器为宽频电流传感器。
实施例2，请参阅图2，第一变压器相邻位置设置有输入和负载均相同的第二变压器，第二变压器的绕组底部设置B1振动传感器，二变压器的绕组顶部设置有B2振动传感器；A1振动传感器距第一变压器绕组底部的距离和B1振动传感器距第二变压器绕组底部的距离相同；A2振动传感器距第一变压器绕组顶部的距离和B2振动传感器距第二变压器绕组顶部的距离相同；B1振动传感器和B2振动传感器分别与微处理器相连接；计算单元用于根据微处理器接收到的B1振动传感器和B2振动传感器探测的振动数据，计算第三振幅能量和第四振幅能量，并比较第一振幅能量和第三振幅能量相似度小于95%，或者第二振幅能量和第四振幅能量相似度小于95%时，第一变压器或者第二变压器绕组存在变形的可能性。此时，微处理器控制开关装置打开，电流传感器开始探测电流信号值，并通过通信模块将探测的电流信号值传输至绝缘故障系统。
由于第一变压器与第二变压器的输入和负载均相同，两个的位置也相邻，所处环境即相同，在此条件下，第一振幅能量和第三振幅能量相似度应该很大，第二振幅能量和第四振幅能量相似度应该很大，因此，若第一振幅能量和第三振幅能量相似度小于95%，或者第二振幅能量和第四振幅能量相似度小于95%时两个变压器中至少有一个变压器绕组存在故障。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.变压器故障检测系统，其特征在于：包括第一变压器，所述第一变压器包括绕组和铁芯，所述第一变压器的绕组底部设置A1振动传感器，所述第一变压器的绕组顶部设置有A2振动传感器；所述A1振动传感器和A2振动传感器分别与微处理器相连接；
所述铁芯的接地线上设置有电流传感器，所述电流传感器与微处理器相连接，所述微处理器与电流传感器之间还设置有开关装置，所述微处理器用于控制开关装置的开、闭，并接收电流传感器探测的电流信号值；
所述微处理器连接有通信模块，所述通信模块与绝缘故障系统通信，所述绝缘故障系统接收微处理器传输的电流信号值，并判断是否发生绝缘故障。
2.根据权利要求1所述的变压器故障检测系统，其特征在于：所述微处理器内设置有计算单元，所述计算单元用于根据微处理器接收到的A1振动传感器和A2振动传感器探测的振动数据，计算第一振幅能量和第二振幅能量。
3.根据权利要求1所述的变压器故障检测系统，其特征在于：所述第一变压器相邻位置设置有第二变压器，所述第二变压器的绕组底部设置B1振动传感器，所述二变压器的绕组顶部设置有B2振动传感器；所述B1振动传感器和B2振动传感器分别与微处理器相连接；所述计算单元用于根据微处理器接收到的B1振动传感器和B2振动传感器探测的振动数据，计算第三振幅能量和第四振幅能量，并比较第一振幅能量和第三振幅能量相似度，以及第二振幅能量与第四振幅能量的相似度。
4.根据权利要求1所述的变压器故障检测系统，其特征在于：所述绝缘故障系统包括数据处理单元所述数据处理单元内存储有标准阈值范围，所述数据处理单元将探测的电流信号值与标准阈值范围进行比较，若探测的电流信号值不在标准阈值范围内，则存在异常。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的变压器故障检测系统，其特征在于：所述电流传感器为宽频电流传感器。
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