CN111007435B - 基于阻容分量分析变压器故障的监测方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法、装置及设备，采用快速傅立叶变换和低通滤波对获取变压器任一相的电压信号和接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图和电压电流时域图；从电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值和电压电流时域波图读取各自的相角；通过投影法得到阻性电流分量和容性电流分量；根据阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比是否增大，判断分析变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮劣化和或变压器多点接地。该方法采用投影法获得阻性电流分量和容性电流分量，根据阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比，得出铁芯接地电流增大的原因是多点接地还是绝缘劣化或受潮。

Description

基于阻容分量分析变压器故障的监测方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及变压器电流监测技术领域，尤其涉及一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法、装置及设备。

背景技术

电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。

大型电力变压器经常发生绕组对铁芯，铁芯对地的放电，其原因主要为防止变压器油纸绝缘的劣化。常见的油纸中的铜离子含量超标，若变压器的绝缘进水受潮，油纸的纸板劣化产生碳杂质等；而这些问题一是会引起变压器贯穿性的放电，则会导致主变跳闸，着火；二是导致变压器的局部放电，则会引起绝缘进一步劣化，最终引发重大事故。

正常运行的变压器铁芯仅一点接地，此时流过铁芯接地线中的电流是由高、低压绕组对铁芯间的电容效应产生的。如果变压器三相电压完全对称，理论上流过铁芯接地线的电流极其微小，一般在几毫安到几十毫安左右。若变压器绕组对铁芯或铁芯对油纸的绝缘出现劣化或受潮，则铁芯接地电流的阻性分量会上升，铁芯接地电流的幅值也会上升；还有变压器铁芯多点接地的情况下，铁芯接地电流也会相应上升。

因此，目前对变压器接地监测是对铁芯接地电流进行监测，当电流幅值上升时无法判断是变压器的铁芯多点接地还是变压器的油纸绝缘劣化，无法对变压器接地电流发生变化分析是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地造成的。

因此，如何根据变压器接地监测出的电流分析出变压器发生故障原因成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法、装置及设备，用于解决现有监测到变压器接地异常电流，无法区分是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，包括以下步骤：

S1.获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号；

S2.采用快速傅立叶变换对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图；采用低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流时域图；

S3.从所述电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值，从所述电压电流时域图中读取所述基波电流的相角和所述基波电压的相角；

S4.通过投影法将所述基波电流投影到所述基波电压上，得到阻性电流分量和容性电流分量；

S5.若所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比不变，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化；若所述阻性电流分量的纵比不变，所述容性电流分量的纵比增大，所述变压器的故障类型是变压器多点接地；所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比也增大，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化和变压器多点接地；

其中，所述阻性电流分量的纵比为所述阻性电流分量与上一次获取的所述变压器的阻性电流分量相比，所述容性电流分量的纵比为所述容性电流分量与上一次获取的所述变压器的容性电流分量相比。

优选地，获取所述电压信号包括采用电压传感器从所述变压器的电压互感器二次绕组获取的电信号，所述电信号经过低通滤波得到所述电压信号。

优选地，所述总的接地电流信号是采用电流传感器从所述变压器的电流互感器二次绕组获取。

优选地，同步获取所述变压器三相任意一相中的所述电压信号和所述总的接地电流信号；其中，总的接地电流信号中包含有基波分量。

优选地，所述阻性电流分量为I_R＝I*cosδ，所述容性电流分量为I_C＝I*sinδ；

其中，I为所述基波电流的幅值，δ为所述基波电流投影到所述基波电压上的夹角，δ＝α-β，α为所述基波电流的相角，β为所述基波电压的相角。

优选地，获取的所述电压信号的频率和所述电流信号的频率均为50Hz。

本发明还提供一种基于阻容分量分析变压器故障的监测装置，包括：

信号获取单元，用于获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号；

构建分析图单元，用于采用快速傅立叶变换对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图；采用低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流时域图；

数据读取单元，用于从所述电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值，从所述电压电流时域图中读取所述基波电流的相角和所述基波电压的相角；

计算单元，用于通过投影法将所述基波电流投影到所述基波电压上，计算得到阻性电流分量和容性电流分量；

判断分析单元，用于根据所述阻性电流分量的纵比和所述容性电流分量的纵比是否增大，判断分析所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮劣化和/或变压器多点接地；

其中，所述阻性电流分量的纵比为所述阻性电流分量与上一次获取的所述变压器的阻性电流分量相比，所述容性电流分量的纵比为所述容性电流分量与上一次获取的所述变压器的容性电流分量相比。

优选地，所述阻性电流分量为I_R＝I*cosδ，所述容性电流分量为I_C＝I*sinδ；

其中，I为所述基波电流的幅值，δ为所述基波电流投影到所述基波电压上的夹角，δ＝α-β，α为所述基波电流的相角，β为所述基波电压的相角。

优选地，在所述判断分析单元中，若所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比不变，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化；若所述阻性电流分量的纵比不变，所述容性电流分量的纵比增大，所述变压器的故障类型是变压器多点接地；所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比也增大，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化和变压器多点接地。

本发明还提供一种基于阻容分量分析变压器故障的监测设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1.该基于阻容分量分析变压器故障的监测方法通过快速傅立叶变换和低通滤波对获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图和电压电流时域图；从电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值和电压电流时域波图读取各自的相角；通过投影法将所述基波电流投影到所述基波电压上得到阻性电流分量和容性电流分量，根据阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比，反映出铁芯接地电流增大的原因是多点接地还是绝缘劣化或受潮。解决了现有监测到变压器接地异常电流，无法区分是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地的技术问题。该基于阻容分量分析变压器故障的监测方法将接地电流的阻性电流分量及容性电流分量进行分开分析，从而通过变压器接地电流的阻性电流及容性电流的各自变化趋势分析出变压器铁芯的不同故障状态；还采用投影法及FFT进行电流的基波分量进行处理，从而避免了谐波对变压器接地故障分析的干扰；

2.该基于阻容分量分析变压器故障的监测装置通过信号获取单元获取变压器接地的电流信号和电压信号，经过数据读取单元读取构建分析图单元电流信号和电压信号的基波电流和基波电压的幅值及相角，基于数据读取单元读取的数据采用计算单元计算接地电流的阻性电流分量及容性电流分量，并采用判断分析单元进行分析变压器接地电流的阻性电流及容性电流的各自变化趋势分析出变压器铁芯的不同故障状态；还采用投影法及FFT进行电流的基波分量进行处理，从而避免了谐波对变压器接地故障分析的干扰。解决了现有监测到变压器接地异常电流，无法区分是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地的技术问题。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法的步骤流程图。

图2为本发明实施例所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测装置的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法、装置及设备，用于解决了现有监测到变压器接地异常电流，无法区分是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法的步骤流程图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，包括以下步骤：

S1.获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号；

S2.采用快速傅立叶变换对电压信号和总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图；采用低通滤波对电压信号和总的接地电流信号进行处理，得到电压电流时域图；

S3.从所述电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值，从所述电压电流时域图中读取所述基波电流的相角和所述基波电压的相角；

S4.通过投影法将基波电流投影到基波电压上，得到阻性电流分量和容性电流分量；

S5.若阻性电流分量的纵比增大，容性电流分量的纵比不变，变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化；若阻性电流分量的纵比不变，容性电流分量的纵比增大，变压器的故障类型是变压器多点接地；阻性电流分量的纵比增大，容性电流分量的纵比也增大，变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化和变压器多点接地；

其中，阻性电流分量的纵比为阻性电流分量与上一次获取的该变压器的阻性电流分量相比，容性电流分量的纵比为容性电流分量与上一次获取的该变压器的容性电流分量相比。

在本发明的实施例中，变压器中包含有三个相位，分别为A、B、C三相，变压器的三相电压同时工作的，在本实施例中，对变压器故障分析是通过分离出铁芯接地电流的阻性分量和容性分量选取电压信号。因此同步采集变压器三相中任意一相(例如A相)的电压信号及总的接地电流信号。然后把电压信号和电流信号分别进行快速傅立叶变换(FFT)处理，得到电压电流频谱图；通过低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号处理，得到电压电流时域图，在电压电流频谱图中选取频率为50Hz的电压电流，读出基波电压的幅值和电流的幅值I；从滤波后的电压电流时域图读取基波电压的相角β和基波电流的相角α基波。然后将基波电流投影到基波电压上就可以得到阻性电流分量和容性电流分量。将阻性电流分量与上一次该变压器的阻性电流分量相比，得到阻性电流分量的纵比；也将容性电流分量与上一次该变压器的容性电流分量相比，得到容性电流分量的纵比。分析阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比是否增大，得到变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮劣化和/或变压器多点接地。历史阻性电流分量和历史容性电流分量均是从电网数据库获取的，在电网系统中，变压器工作的电流电压数据会记载在电网数据库中，需要使用时，直接从电网数据库中调用。具体地，若阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比都没有增大，说明该变压没有发生故障，若阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比任意一个增大，说明该变压器发生故障。因为变压器的绝缘受潮或劣化，阻性电流分量增大较为明显，且不受谐波电压的影响。

需要说明的是，在本发明的实施例中，通过投影法将基波电流的阻性电流和容性电流分离，铁芯接地阻性电流分量的基波电流不被电网电压谐波的影响。快速傅里叶变换(fast Fourier transform)是利用计算机计算离散傅里叶变换(DFT)的高效、快速计算方法的统称，简称FFT，采用这种算法能使计算机计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数N越多，FFT算法计算量的节省就越显著。阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比增大是指此次采集的电流信号得到阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比大于上一次该变压器的阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比；阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比不变是指此次采集的电流信号得到阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比与上一次该变压器的阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比几乎没有变化。

在本发明的实施例中，若阻性电流分量纵比增大，则表明变压器的铁芯对地的绝缘受潮情况加剧，采用投影法能够准确的反映变压器铁芯接地的状态。例如：若变电站内某台变压器的铁芯接地电流阻性分量及容性分量还可与同站内另外一台变压器的铁芯接地电流进行对比，一般而言，对于同站两台并列运行的变压器，其容性电流分量几乎相等，若绝缘状况良好，则两台变压器的阻性电流分量差也不会随着运行时间的改变而改变。从而可以判断出变压器铁芯的绝缘状况。在本实施例中，是采集变压器的A相电压信号作为参考，通过穿心式电流传感器采集变压器铁芯的总接地电流。

本发明提供的一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法通过快速傅立叶变换对获取变压器的电压信号和电流信号处理得到电压电流频谱图；通过低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号处理，得到电压电流时域图，从电压电流频谱图获得基波电流和基波电压，采用投影法获得阻性电流分量和容性电流分量，根据阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比，反映出铁芯接地电流增大的原因是多点接地还是绝缘劣化或受潮。解决了现有监测到变压器接地异常电流，无法区分是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地的技术问题。该基于阻容分量分析变压器故障的监测方法将接地电流的阻性电流分量及容性电流分量进行分开分析，从而通过变压器接地电流的阻性电流及容性电流的各自变化趋势分析出变压器铁芯的不同故障状态；还采用投影法及FFT进行电流的基波分量进行处理，从而避免了谐波对变压器接地故障分析的干扰。

在本发明的一个实施例中，获取所述电压信号包括：

采用电压传感器从所述变压器的电压互感器二次绕组获取的电信号，所述电信号经过低通滤波得到所述电压信号。

需要说明的是，电压信号从电压互感器二次绕组选取，通过带宽频率为50Hz以内的低通滤波滤除电压信号中的高频信号，便于从电压电流频谱图中读取电压的相角。

在本发明的一个实施例中，所述总的接地电流信号是采用电流传感器从所述变压器的电流互感器二次绕组获取。

需要说明的是，电流传感器可以为穿心式的电流传感器。在本实施例中，电流传感器优先选为50Hz宽频的穿心式电流传感器。

在本发明的一个实施例中，接地电流信号中包含有基波分量。

在本发明的一个实施例中，阻性电流分量为I_R＝I*cosδ，容性电流分量为I_C＝I*sinδ；

其中，I为基波电流的幅值，δ为基波电流投影到所述基波电压上的夹角，δ＝α-β，α为基波电流的相角，β为基波电压的相角。

在本发明的一个实施例中，获取的所述电压信号的频率和所述电流信号的频率均为50Hz。

实施例二：

图2为本发明实施例所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测装置的框架图。

如图2所示，本发明实施例提供了一种基于阻容分量分析变压器故障的监测装置，包括：

信号获取单元10，用于获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号；

构建分析图单元20，用于采用快速傅立叶变换对电压信号和总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图；通过低通滤波对电压信号和总的接地电流信号处理，得到电压电流时域图；

数据读取单元30，用于从电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值，从电压电流时域图中读取基波电流的相角和基波电压的相角；

计算单元40，用于通过投影法将基波电流投影到基波电压上，计算得到阻性电流分量和容性电流分量；

判断分析单元50，用于根据阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比是否增大，判断分析变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮劣化和/或变压器多点接地；

其中，阻性电流分量的纵比为阻性电流分量与从电网数据库获取的变压器的历史阻性电流分量相比，容性电流分量的纵比为容性电流分量与从电网数据库获取的变压器的历史容性电流分量相比。

在本发明的实施例中，阻性电流分量为I_R＝I*cosδ，容性电流分量为I_C＝I*sinδ；

其中，I为基波电流的幅值，δ为基波电流投影到基波电压上的夹角，δ＝α-β，α为基波电流的相角，β为基波电压的相角。

需要说明的是，对变压器故障分析是通过分离出铁芯接地电流的阻性分量和容性分量选取电压信号。在信号获取单元10中同步采集变压器三相中任意一相(例如A相)的电压信号及总的接地电流信号。然后把电压信号和电流信号传输至构建分析图单元20中，通过快速傅立叶变换(FFT)处理，得到电压电流频谱图；通过低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号处理，得到电压电流时域图，在电压电流频谱图中选取频率为50Hz的电压电流，经过数据读取单元30读出基波电压的幅值、基波电压的相角β，基波电流的幅值I，基波电流的相角α。然后将基波电流投影到基波电压上通过计算单元40可以计算得出阻性电流分量和容性电流分量。最后通过判断分析单元50将阻性电流分量与上一次该变压器的阻性电流分量相比，得到阻性电流分量的纵比；也将容性电流分量与上一次该变压器的容性电流分量相比，得到容性电流分量的纵比。分析阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比是否增大，得到变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮劣化和/或变压器多点接地。历史阻性电流分量和历史容性电流分量均是从电网数据库获取的，在电网系统中，变压器工作的电流电压数据会记载在电网数据库中，需要使用时，直接从电网数据库中调用。具体地，若阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比都没有增大，说明该变压没有发生故障，若阻性电流分量的纵比和容性电流分量的纵比任意一个增大，说明该变压器发生故障。

在本发明的实施例中，在判断分析单元50中，若阻性电流分量的纵比增大，容性电流分量的纵比不变，变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化；若阻性电流分量的纵比不变，容性电流分量的纵比增大，变压器的故障类型是变压器多点接地；阻性电流分量的纵比增大，容性电流分量的纵比也增大，变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化和变压器多点接地。

本发明提供的一种基于阻容分量分析变压器故障的监测装置通过信号获取单元获取变压器接地的电流信号和电压信号，经过数据读取单元读取构建分析图单元中电流信号和电压信号的基波电流和基波电压的幅值及相角，基于数据读取单元读取的数据采用计算单元计算接地电流的阻性电流分量及容性电流分量，并采用判断分析单元进行分析变压器接地电流的阻性电流及容性电流的各自变化趋势分析出变压器铁芯的不同故障状态；还采用投影法及FFT进行电流的基波分量进行处理，从而避免了谐波对变压器接地故障分析的干扰。解决了现有监测到变压器接地异常电流，无法区分是变压器的油纸损坏还是变压器铁芯多点接地的技术问题。

实施例三：

本发明实施例提供了一种基于阻容分量分析变压器故障的监测设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法。

需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1至S5。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示单元10至50的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号；

S2.采用快速傅立叶变换对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图；采用低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流时域图；

S3.从所述电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值，从所述电压电流时域图中读取所述基波电流的相角和所述基波电压的相角；

S4.通过投影法将所述基波电流投影到所述基波电压上，得到阻性电流分量和容性电流分量；

S5.若所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比不变，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化；若所述阻性电流分量的纵比不变，所述容性电流分量的纵比增大，所述变压器的故障类型是变压器多点接地；所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比也增大，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化和变压器多点接地；

其中，所述阻性电流分量的纵比为所述阻性电流分量与上一次获取的所述变压器的阻性电流分量相比，所述容性电流分量的纵比为所述容性电流分量与上一次获取的所述变压器的容性电流分量相比。

2.根据权利要求1所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，其特征在于，获取所述电压信号包括采用电压传感器从所述变压器的电压互感器二次绕组获取的电信号，所述电信号经过低通滤波得到所述电压信号。

3.根据权利要求1所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，其特征在于，所述总的接地电流信号是采用电流传感器从所述变压器的电流互感器二次绕组获取。

4.根据权利要求1所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，其特征在于，同步获取所述变压器三相任意一相中的所述电压信号和所述总的接地电流信号；其中，总的接地电流信号中包含有基波分量。

5.根据权利要求1所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，其特征在于，所述阻性电流分量为I_R＝I*cosδ，所述容性电流分量为I_C＝I*sinδ；

其中，I为所述基波电流的幅值，δ为所述基波电流投影到所述基波电压上的夹角，δ＝α-β，α为所述基波电流的相角，β为所述基波电压的相角。

6.根据权利要求1所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法，其特征在于，获取的所述电压信号的频率和所述电流信号的频率均为50Hz。

7.一种基于阻容分量分析变压器故障的监测装置，其特征在于，包括：

信号获取单元，用于获取变压器任一相的电压信号和总的接地电流信号；

构建分析图单元，用于采用快速傅立叶变换对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流频谱图；采用低通滤波对所述电压信号和所述总的接地电流信号进行处理，得到电压电流时域图；

数据读取单元，用于从所述电压电流频谱图上读取基波电流和基波电压的幅值，从所述电压电流时域图中读取所述基波电流的相角和所述基波电压的相角；

计算单元，用于通过投影法将所述基波电流投影到所述基波电压上，计算得到阻性电流分量和容性电流分量；

判断分析单元，用于根据所述阻性电流分量的纵比和所述容性电流分量的纵比是否增大，判断分析所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮劣化和/或变压器多点接地；

其中，所述阻性电流分量的纵比为所述阻性电流分量与上一次获取的所述变压器的阻性电流分量相比，所述容性电流分量的纵比为所述容性电流分量与上一次获取的所述变压器的容性电流分量相比。

8.根据权利要求7所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测装置，其特征在于，所述阻性电流分量为I_R＝I*cosδ，所述容性电流分量为I_C＝I*sinδ；

其中，I为所述基波电流的幅值，δ为所述基波电流投影到所述基波电压上的夹角，δ＝α-β，α为所述基波电流的相角，β为所述基波电压的相角。

9.根据权利要求7所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测装置，其特征在于，在所述判断分析单元中，若所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比不变，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化；若所述阻性电流分量的纵比不变，所述容性电流分量的纵比增大，所述变压器的故障类型是变压器多点接地；所述阻性电流分量的纵比增大，所述容性电流分量的纵比也增大，所述变压器的故障类型是变压器的绝缘受潮或劣化和变压器多点接地。

10.一种基于阻容分量分析变压器故障的监测设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-6任一项所述的基于阻容分量分析变压器故障的监测方法。

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