CN111062584B - 一种变压器运行状态的风险监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种变压器运行状态的风险监控方法，包括：结合高压侧断路器、中压侧断路器和低压侧断路器的遥信值以及有功数据和无功数据，判断变压器是否处于安全状态；对于处于非安全状态的变压器，实时记录非安全状态持续时间t，并结合时间t以及获取的变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，判断变压器处于安全状态、风险状态还是故障状态；对于风险状态的变压器，结合油温数据，判断变压器是否处于安全状态。本发明实现了层层递进的风险监控，即保证了监控的精确程度，又避免了大部分的冗余计算，保证了监控效率。
Description
技术领域
本发明涉及电网监控技术领域，尤其涉及一种变压器运行状态的风险监控方法。
背景技术
变电站的变压器温度是反应变压器运行状态的重要指标，主变压器温度反映的是变电站在带负荷运行的实际情况。变压器在正常负载、短期过载、长期过载的情况下安全的温度阈值也不尽相同。对进行观测主变压器的运行时间、负荷和温度，可以判断当前变压器处于安全状态、风险状态或故障状态，并通知维护人员做出相应的处理。
现有的变压器故障判断主要是根据变压器内部的压力式温度传感器和数字温度传感器进行读数来进行的，压力式传感器主要用于变压器本体通过“液体的热胀冷缩”来使其元件发生相应的位移，并触发变压器冷却系统的开关，以达到变压器控温目的。而数字温度传感器读取变压器内部油箱温度，上传读数至变电站的监控系统中,作为监控人员的主要判断依据，其存在的问题有：
1、不考虑变压器当前的负荷情况，采用统一的设定温度进行控温和故障报警，对于短期的变电站运2、行方式改变，从而使变压器短期过载的情况下带来误报。
2、变压器内部油温在70℃的情况下运行时，油的氧化速度将加快50％以上，长期保持油温高位运行，将减少主变寿命，但变压器“油温高”报警信号一般设置在80℃以上，在目前新建变电站均为无值守变电站的情况下，非高负荷时的高位油温，不能使变电站维护人员及时察觉。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种变压器运行状态的风险监控方法。
本发明提出的一种变压器运行状态的风险监控方法，包括：
S1、获取变压器的额定有功功率Ep和额定无功功率Eq，并实时采集变压器的有功数据、无功数据和油温数据；有功数据、无功数据和油温数据均包括高压侧数据、中压侧数据和低压侧数据；
S2、结合高压侧断路器、中压侧断路器和低压侧断路器的遥信值以及有功数据和无功数据，判断变压器是否处于安全状态；
S3、对于处于非安全状态的变压器，实时记录非安全状态持续时间t，并结合时间t以及获取的变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，判断变压器处于安全状态、风险状态还是故障状态；
S4、对于风险状态的变压器，结合油温数据，判断变压器是否处于安全状态。
优选的，有功数据包括：高压侧有功Ph、中压侧有功Pm和低压侧有功Pl；无功数据包括：高压侧无功Qh、中压侧无功Qm和低压侧无功Ql；油温数据包括：高压侧油温Th、中压侧油温Tm和低压侧油温Tl；
步骤S2具体为：判断变压器当前运行状态是否符合以下任意一种状态组合：
A1：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值均为低电平；
A2：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值中至少有一个为高电平，且|Ph|+|Pm|+|Pl|<1；
A3：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值中至少有一个为高电平，且同时满足：
是，则判断变压器处于安全状态；否，则判断变压器处于非安全状态。
优选的，步骤S2具体包括以下分步骤：
S21、判断高压侧断路器、中压侧断路器、低压侧断路器遥信值是否均为低电平；
S22、是，则判断变压器处于安全状态；
S23、否，则判断是否有|Ph|+|Pm|+|Pl|<1；是，则判断变压器处于安全状态；
S24、否，则判断是否满足
是，则判断变压器处于安全状态；
S25、否，则判断变压器处于非安全状态。
优选的，步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、统计变压器处于非安全状态的持续时间，记作t；
S32、当t小于或等于预设的安全时间阈值，判断变压器处于安全状态；；
S33、当t大于安全时间阈值并小于预设的故障时间阈值，则获取变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，并计算功率标定值P，P＝k1×(|Ph|+|Pm|+|Pl|)，0＜k1＜1；
S34、判断变压器是否满足P＜k2×Ep或Trh＞T1或Trm＞T1或Trl＞T1或Tw＞T1；
S35、是，则判断变压器处于故障状态；否，则返回步骤S31；
S36、当t大于故障时间阈值，则判断是否有P>0，否，则返回步骤S31；
S37、是，则判断变压器当前运行状态是否符合以下任意一种状态组合：
B1：P＞k3×Ep；k3为计算常数；
B2：|Qh|＞k3×Ep或|Qm|+|Ql|＞k3×Ep；
B3：|Ph|-|Pm|-|Pl|＞10且|Ph|＞|Pm|+|Pl|；
B4：Trh＞T2或Trm＞T2或Trl＞T2或Tw＞T2；
是，则判断变压器当前处于风险状态；否，则返回步骤S31；
T1、T2为温度常数，且T1＞T2＞T3，k3＞k2＞0。
优选的，k1＝0.5，k2＝0.7，T1＝85，k3＝0.8,T2＝75。
优选的，步骤S4具体为：判断是否满足：Th＜T3且Tm＜T3且Tl＜T3；是，则判断变压器处于安全状态；否，则返回步骤S31。
优选的，T3＝70。
优选的，还包括步骤S5：当变压器由安全状态切换到风险状态，或者由风险状态切换到故障状态时，均向预设通信对象发送报警信息。
本发明提出的一种变压器运行状态的风险监控方法，首先结合遥信值、有功数据和无功数据对变压器进行安全判断，相当于实现了根据较少较简单的数据进行初步判断，有利于提前筛除安全状态，以便对于非安全状态进行重点监控。如此，有利于提高变压器风险监控的效率。然后，对于非安全状态的变压器，实现了在非安全状态持续时间长度的基础上，结合变压器运行数据进行精确判断，进一步提高了变压器运行状态监控的精确性和全面性。最后，对于风险状态下的变压器，根据油温进一步进行安全判断，大大降低饿了误报警的可能。
本发明提出的一种变压器运行状态的风险监控方法，首先排除可以简单确认的安全状态，然后通过进一步的确认，识别风险状态和故障状态；并通过最后的精密计算确认对风险状态进行确认。如此，实现了层层递进的风险监控，即保证了监控的精确程度，又避免了大部分的冗余计算，保证了监控效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种变压器运行状态的风险监控方法流程图；
图2为变压器状态监控示意图；
图3为实施例中的变压器运行状态的风险监控方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种变压器运行状态的风险监控方法，包括：
S1、获取变压器的额定有功功率Ep和额定无功功率Eq，并实时采集变压器的有功数据、无功数据和油温数据；有功数据、无功数据和油温数据均包括高压侧数据、中压侧数据和低压侧数据。
具体的，本步骤S1中，有功数据包括：高压侧有功Ph、中压侧有功Pm和低压侧有功Pl；无功数据包括：高压侧无功Qh、中压侧无功Qm和低压侧无功Ql；油温数据包括：高压侧油温Th、中压侧油温Tm和低压侧油温Tl。
具体实施时，还可采集高压侧电流、中压侧电流和低压侧电流，以保证数据的丰富。
S2、结合高压侧断路器、中压侧断路器和低压侧断路器的遥信值以及有功数据和无功数据，判断变压器是否处于安全状态。
如此，本步骤中，结合遥信值、有功数据和无功数据对变压器进行安全判断，相当于实现了根据较少较简单的数据进行初步判断，有利于提前筛除安全状态，以便对于非安全状态进行重点监控。如此，有利于提高变压器风险监控的效率。
具体的，本实施方式中，步骤S2具体为：判断变压器当前运行状态是否符合以下任意一种状态组合：
A1：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值均为低电平；
A2：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值中至少有一个为高电平，且|Ph|+|Pm|+|Pl|<1；
A3：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值中至少有一个为高电平，且同时满足：
是，则判断变压器处于安全状态；否，则判断变压器处于非安全状态。
具体的，本实施方式中，k3＝0.8，T3＝70。
本步骤中，结合功率数据进行安全状态的判断，保证了对于安全状态的初步过滤的精确性。
S3、对于处于非安全状态的变压器，实时记录非安全状态持续时间t，并结合时间t以及获取的变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，判断变压器处于安全状态、风险状态还是故障状态。
具体的，本实施方式中，设有安全时间阈值和故障时间阈值，具体可设置安全时间阈值为60s，故障时间阈值为600s。本步骤中，当t<60s，则表示非安全状态短暂出现，可忽略，从而判断变压器处于安全状态。当t>600s，则表示非安全状态持续时间过长，此时可直接进行故障状态判断。本实施方式中，当60s<t<600s，直接根据高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw对变压器的高温状态进行判断，当四者中任一个高于安全温度，则判断变压器故障。如此，提高了判断效率，且保证了判断的精确程度。当t>600s，则进一步结合功率数据和高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw进行风险判断。
如此，本步骤中，对于非安全状态的变压器，实现了在非安全状态持续时间长度的基础上，结合变压器运行数据进行精确判断，进一步提高了变压器运行状态监控的精确性和全面性。
S4、对于风险状态的变压器，结合油温数据，判断变压器是否处于安全状态。
以下结合一个具体的实施例对本发明做进一步阐述。
本实施例中，具体包括如下步骤。
S1、获取变压器的额定有功功率Ep和额定无功功率Eq，并实时采集变压器的有功数据、无功数据和油温数据；有功数据、无功数据和油温数据均包括高压侧数据、中压侧数据和低压侧数据。
S21、判断高压侧断路器、中压侧断路器、低压侧断路器遥信值是否均为低电平；
S22、是，则判断变压器处于安全状态；
S23、否，则判断是否有|Ph|+|Pm|+|Pl|<1；是，则判断变压器处于安全状态；
S24、否，则判断是否满足
是，则判断变压器处于安全状态；
S25、否，则判断变压器处于非安全状态。
S31、统计变压器处于非安全状态的持续时间，记作t；
S32、当t小于或等于预设的安全时间阈值，判断变压器处于安全状态；；
S33、当t大于安全时间阈值并小于预设的故障时间阈值，则获取变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，并计算功率标定值P，P＝k1×(|Ph|+|Pm|+|Pl|)，0＜k1＜1；
S34、判断变压器是否满足P＜k2×Ep或Trh＞T1或Trm＞T1或Trl＞T1或Tw＞T1；
S35、是，则判断变压器处于故障状态；否，则返回步骤S31；
S36、当t大于故障时间阈值，则判断是否有P>0，否，则返回步骤S31；
S37、是，则判断变压器当前运行状态是否符合以下任意一种状态组合：
B1：P＞k3×Ep；k3为计算常数；
B2：|Qh|＞k3×Ep或|Qm|+|Ql|＞k3×Ep；
B3：|Ph|-|Pm|-|Pl|＞10且|Ph|＞|Pm|+|Pl|；
B4：Trh＞T2或Trm＞T2或Trl＞T2或Tw＞T2；
是，则判断变压器当前处于风险状态；否，则返回步骤S31；
T1、T2为温度常数，且T1＞T2＞T3，k3＞k2＞0。具体的，本实施例中，k1＝0.5，k2＝0.7，T1＝85，k3＝0.8,T2＝75。
本实施例中，步骤S4具体为：判断是否满足：Th＜T3且Tm＜T3且Tl＜T3；是，则判断变压器处于安全状态；否，则返回步骤S31。具体的，T3＝70。
本实施例中，还包括步骤S5：当变压器由安全状态切换到风险状态，或者由风险状态切换到故障状态时，均向预设通信对象发送报警信息。
具体的，本实施例中，当变压器由安全状态转为风险状态时，生成短信文本内容为:“转换时间+风险状态+变电站名称+变压器名称+变压器外壳温度+变压器油温”，如“2019年8月27日18时26分30秒：变压器处于风险状态，220kV贾郢变2号主变，变压器外壳温度80℃，变压器油温79℃”，并通过短信模块，推送至预设维护人员手机中。
当变压器由风险状态转为故障状态时，生成短信文本内容为:“转换时间+变电站名称+变压器名称+发生故障+变压器外壳温度+变压器油温”，如“2019年8月27日18时26分30秒：220kV贾郢变2号主变发生故障，变压器外壳温度80℃，变压器油温79℃”，并通过短信模块，推送至预设维护人员手机中。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种变压器运行状态的风险监控方法，其特征在于，包括：
S1、获取变压器的额定有功功率Ep和额定无功功率Eq，并实时采集变压器的有功数据、无功数据和油温数据；有功数据、无功数据和油温数据均包括高压侧数据、中压侧数据和低压侧数据；
S2、结合高压侧断路器、中压侧断路器和低压侧断路器的遥信值以及有功数据和无功数据，判断变压器是否处于安全状态；
S3、对于处于非安全状态的变压器，实时记录非安全状态持续时间t，并结合时间t以及获取的变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，判断变压器处于安全状态、风险状态还是故障状态；
S4、对于风险状态的变压器，结合油温数据，判断变压器是否处于安全状态；
有功数据包括：高压侧有功Ph、中压侧有功Pm和低压侧有功Pl；无功数据包括：高压侧无功Qh、中压侧无功Qm和低压侧无功Ql；油温数据包括：高压侧油温Th、中压侧油温Tm和低压侧油温Tl；
步骤S2具体为：判断变压器当前运行状态是否符合以下任意一种状态组合：
A1：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值均为低电平；
A2：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值中至少有一个为高电平，且|Ph|+|Pm|+|Pl|<1；
A3：高压侧断路器遥信值、中压侧断路器遥信值和低压侧断路器遥信值中至少有一个为高电平，且同时满足：
是，则判断变压器处于安全状态；否，则判断变压器处于非安全状态；
步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、统计变压器处于非安全状态的持续时间，记作t；
S32、当t小于或等于预设的安全时间阈值，判断变压器处于安全状态；
S33、当t大于安全时间阈值并小于预设的故障时间阈值，则获取变压器高压侧绕组温度Trh、中压侧绕组温度Trm、低压侧绕组温度Trl和变压器外壳温度Tw，并计算功率标定值P，P＝k1×(|Ph|+|Pm|+|Pl|)，0＜k1＜1；
S34、判断变压器是否满足P＜k2×Ep或Trh＞T1或Trm＞T1或Trl＞T1或Tw＞T1；
S35、是，则判断变压器处于故障状态；否，则返回步骤S31；
S36、当t大于故障时间阈值，则判断是否有P>0，否，则返回步骤S31；
S37、是，则判断变压器当前运行状态是否符合以下任意一种状态组合：
B1：P＞k3×Ep；k3为计算常数；
B2：|Qh|＞k3×Ep或|Qm|+|Ql|＞k3×Ep；
B3：|Ph|-|Pm|-|Pl|＞10且|Ph|＞|Pm|+|Pl|；
B4：Trh＞T2或Trm＞T2或Trl＞T2或Tw＞T2；
是，则判断变压器当前处于风险状态；否，则返回步骤S31；
T1、T2为温度常数，且T1＞T2＞T3，k3＞k2＞0；
步骤S4具体为：判断是否满足：Th＜T3且Tm＜T3且Tl＜T3；是，则判断变压器处于安全状态；否，则返回步骤S31。
2.如权利要求1所述的变压器运行状态的风险监控方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下分步骤：
S21、判断高压侧断路器、中压侧断路器、低压侧断路器遥信值是否均为低电平；
S22、是，则判断变压器处于安全状态；
S23、否，则判断是否有|Ph|+|Pm|+|Pl|<1；是，则判断变压器处于安全状态；
S24、否，则判断是否满足
是，则判断变压器处于安全状态；
S25、否，则判断变压器处于非安全状态。
3.如权利要求1所述的变压器运行状态的风险监控方法，其特征在于，k1＝0.5，k2＝0.7，T1＝85，k3＝0.8,T2＝75。
4.如权利要求1所述的变压器运行状态的风险监控方法，其特征在于，T3＝70。
5.如权利要求1至4任一项所述的变压器运行状态的风险监控方法，其特征在于，还包括步骤S5：当变压器由安全状态切换到风险状态，或者由风险状态切换到故障状态时，均向预设通信对象发送报警信息。
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