CN115166425B - 一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统及方法，监测方法如下步骤：S1，获取待测干式空心电抗器的老化系数；S2，获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数；S3，获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值；S4，根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值；S5，获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值；S6，根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。本发明可以有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷，解决了现有的电抗器绝缘缺陷检测方法不能有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电抗器技术领域，具体而言，涉及一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统及方法。
背景技术
电抗器由多个同轴的并联绕组组成，各并联绕组在电气上并联。每个并联绕组又由多根并联的铜线或铝线根据设计需要绕制多层而成，每根导线上包有聚脂薄膜作为匝间绝缘。并联绕组外部用浸渍环氧树脂的玻璃纤维缠绕、严密包封，并经高温固化，形成一个具有很好整体性的包封，各包封间通过玻璃丝引拔条分隔，形成散热气道。
现有的电抗器一般通过检测预设幅值电压下电抗器的电流波形变化来判断电抗器匝间是否存在绝缘缺陷。然而当电抗器发生小匝数匝间短路故障时，由于短路砸很少且电抗器还会受到比如电抗器老化以及环境温度等外界因素干扰，其所引起的电流波形变化往往很不明显，不能有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷，有待改进。
发明内容
基于此，为了解决现有的电抗器绝缘缺陷检测方法不能有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷的问题，本发明提供了一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统及方法，其具体技术方案如下：
一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统，其包括老化系数获取模块、温度补偿系数获取模块、实时工作电流获取模块、计算模块、标准工作电流获取模块以及判断模块。
老化系数获取模块用于获取待测干式空心电抗器的老化系数。温度补偿系数获取模块用于获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数。
实时工作电流获取模块用于获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值。计算模块用于根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值。
标准工作电流获取模块用于获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值；判断模块用于根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。
所述干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统分别通过老化系数获取模块以及温度补偿系数获取模块获取待测干式空心电抗器的老化系数以及温度补偿系数，其将会引起干式空心电抗器电流波形变化的因素考虑在内，可以有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷，解决了现有的电抗器绝缘缺陷检测方法不能有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷的问题。
进一步地，所述老化系数获取模块包括：
第一获取单元，用于获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值；
第二获取单元，用于获取多个第一工作电流值所对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长；
拟合单元，用于对多个第一工作电流值以及与多个第一工作电流值对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长进行拟合以获取第一拟合曲线；
第三获取单元，用于根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数。
进一步地，所述第三获取单元根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
获取待测干式空心电抗器的实际运行时长；
获取第一拟合曲线中与待测干式空心电抗器的实际运行时长对应的第一预测电流值以及标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的初始工作电流值；
根据第一预测电流值以及初始工作电流值获取待测空心电抗器的老化系数。
进一步地，所述监测系统还包括：
温度获取模块，用于在判断模块判断待测干式空心电抗器存在匝间绝缘缺陷，获取待测干式空心电抗器的温度分布图；
定位模块，用于根据温度分布图对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷进行定位。
一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法，其包括如下步骤：
S1，获取待测干式空心电抗器的老化系数；
S2，获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数；
S3，获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值；
S4，根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值；
S5，获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值；
S6，根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷；
进一步地，获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
S10，获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值；
S11，获取多个第一工作电流值所对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长；
S12，对多个第一工作电流值以及与多个第一工作电流值对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长进行拟合以获取第一拟合曲线；
S13，根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数。
进一步地，根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
获取待测干式空心电抗器的实际运行时长；
获取第一拟合曲线中与待测干式空心电抗器的实际运行时长对应的第一预测电流值以及标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的初始工作电流值；
根据第一预测电流值以及初始工作电流值获取待测空心电抗器的老化系数。
进一步地，所述监测方法还包括如下步骤：
在判断模块判断待测干式空心电抗器存在匝间绝缘缺陷，获取待测干式空心电抗器的温度分布图；
根据温度分布图对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷进行定位。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现所述的干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明一实施例中一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法的整体流程示意图；
图2是本发明另一实施例中一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法的整体流程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
实施例一：
在本实施例中，本发明提供一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统，其包括老化系数获取模块、温度补偿系数获取模块、实时工作电流获取模块、计算模块、标准工作电流获取模块以及判断模块。
老化系数获取模块用于获取待测干式空心电抗器的老化系数。温度补偿系数获取模块用于获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数。
实时工作电流获取模块用于获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值I1。计算模块用于根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值I2。
标准工作电流获取模块用于获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值；判断模块用于根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。
具体而言，若老化系数为A，温度补偿系数为B，则调整后的工作电流值I2＝A*B*I1。标准干式空心电抗器与待测干式空心电抗器具有相同的参数规格。
这里的相同参数规格，指的是相同的技术参数，包括额定电抗率、额定端电压、额定容量、相同的运行环境等等。即是说，标准干式空心电抗器与待测空心电抗器属于完全相同的同一类型电抗器。
由于标准电流值是在标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下所测得的，故而标准电流值可以作为待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值是否正常的参考标准。
所述干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统分别通过老化系数获取模块以及温度补偿系数获取模块获取待测干式空心电抗器的老化系数以及温度补偿系数，其将会引起干式空心电抗器电流波形变化的因素考虑在内，可以有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷，解决了现有的电抗器绝缘缺陷检测方法不能有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷的问题。
作为一种优选的技术方案，所述老化系数获取模块包括第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元以及拟合单元。
第一获取单元用于获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值。
获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值，可以以预设时间间隔对每一个预设幅值电压以及标准环境温度下标准干式空心电抗器的第一工作电流值进行采样，以获取多个第一工作电流值。
同理，在预设幅值电压以及标准环境温度下的每一个标准干式空心电抗器均对应多个第二工作电流值。在获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第二工作电流值，可以以预设时间间隔对每一个预设幅值电压以及标准环境温度下标准干式空心电抗器的第二工作电流值进行采样，以获取多个第一工作电流值。
第二获取单元用于获取多个第一工作电流值所对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长。
拟合单元用于对多个第一工作电流值以及与多个第一工作电流值对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长进行拟合以获取第一拟合曲线。
第三获取单元用于根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数，其具体方法包括如下步骤：
第一步，获取待测干式空心电抗器的实际运行时长。
第二步，获取第一拟合曲线中与待测干式空心电抗器的实际运行时长对应的第一预测电流值以及标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的初始工作电流值。
第三步，根据第一预测电流值以及初始工作电流值获取待测空心电抗器的老化系数。
第一拟合曲线表示标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的第一工作电流值随运行时长变化而变化的函数曲线。第一预测电流值表示待测干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度的预测工作电流值，初始工作电流值表示标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度条件下的初始工作时的实际工作电流值。即是说，初始工作电流值对应的标准干式空心电抗器处于初始运行状态。此初始运行状态，可以根据需要进行设定，比如将总运行时长小于N小时的标准干式空心电抗器的工作状态作为初始运行状态。
老化系数＝第一预测电流值/初始工作电流值。对于初始工作电流值，可以是多个标准干式空心电抗器踹在预设幅值电压以及标准环境温度条件下以及初始工作状态下的实际工作电流值的平均值。如此，可以提高老化系数的准确度。
通过所述老化系数获取模块获取第一预测电流值以及初始工作电流值，进而比较第一预测电流值相对于初始电流值的变化量，可以很好地获取所述老化系数。
作为一种优选的技术方案，所述监测系统还包括温度获取模块以及定位模块。
所述温度获取模块用于在判断模块判断待测干式空心电抗器存在匝间绝缘缺陷，获取待测干式空心电抗器的温度分布图。所述定位模块用于根据温度分布图对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷进行定位。
具体而言，定位模块根据温度分布图获取待测干式空心电抗器上温度最高的一个位置点并以该位置点对匝间绝缘缺陷进行定位。
对于发生匝间绝缘问题的待测干式空心电抗器，由于短路匝温度会因为匝间短路电流而迅速升高，通过获取待测干式空心电抗器的温度分布图并获取温度最高的一个位置点，可以对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷所在位置进行快速定位。
实施例二：
在本实施例中，如图1所示，本发明一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法，其包括如下步骤：
S1，获取待测干式空心电抗器的老化系数。
S2，获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数。
S3，获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值。
S4，根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值。温度补偿系数可以根据待测干式空心电抗器的实际工作环境温度与标准工作温度获取。由于温度补偿系数可以根据有限次试验获取，在此不再赘述。
S5，获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值。
S6，根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。
具体而言，在步骤S1中，如图2所示，获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
S10，获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值。
S11，获取多个第一工作电流值所对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长。
S12，对多个第一工作电流值以及与多个第一工作电流值对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长进行拟合以获取第一拟合曲线。
S13，根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数。其中，根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
第一步，获取待测干式空心电抗器的实际运行时长。
第二步，获取第一拟合曲线上的实际运行时长与待测干式空心电抗器的实际运行时长相对应的第一预测电流值以及标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的初始工作电流值。即是说，根据第一拟合曲线代表的函数，以待测干式空心电抗器的实际运行时长作为自变量，获取因变量也就是第一预测电流值。
第三步，根据第一预测电流值以及初始工作电流值获取待测空心电抗器的老化系数。
所述干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统分别通过老化系数获取模块以及温度补偿系数获取模块获取待测干式空心电抗器的老化系数以及温度补偿系数，其将会引起干式空心电抗器电流波形变化的因素考虑在内，可以有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷，解决了现有的电抗器绝缘缺陷检测方法不能有效检测电抗器是否存在绝缘缺陷的问题。
实施例三：
应当理解，本实施例至少包括上述实施例所有技术特征，并在上述实施例的基础上作进一步的具体描述。
在本实施例中，所述监测方法还包括如下步骤：在判断模块判断待测干式空心电抗器存在匝间绝缘缺陷，获取待测干式空心电抗器的温度分布图；根据温度分布图对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷进行定位。
对于发生匝间绝缘问题的待测干式空心电抗器，由于短路匝温度会因为匝间短路电流而迅速升高，通过获取待测干式空心电抗器的温度分布图并获取温度最高的一个位置点，可以对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷所在位置进行快速定位。
在本实施例中，还提供温度补偿系数的具体获取方法：采集标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及初始工作状态下的不同环境温度值下的多个工作电流值，其中不同环境温度值与多个工作电流值一一对应；对不同的环境温度值以及对应的工作电流值进行拟合以获取第二拟合曲线；获取待测干式空心电抗器的实际环境温度，根据第二拟合曲线以及实际环境温度获取待测干式空心电抗器的预测工作电流值；根据预测工作电流值与初始工作电流值获取温度补偿系数。即温度补偿系数＝预测工作电流值/初始工作电流值。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现所述的干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：
老化系数获取模块，用于获取待测干式空心电抗器的老化系数；
温度补偿系数获取模块，用于获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数；
实时工作电流获取模块，用于获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值；
计算模块，用于根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值；
标准工作电流获取模块，用于获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值；
判断模块，用于根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷；
所述老化系数获取模块包括：
第一获取单元，用于获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值；
第二获取单元，用于获取多个第一工作电流值所对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长；
拟合单元，用于对多个第一工作电流值以及与多个第一工作电流值对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长进行拟合以获取第一拟合曲线；
第三获取单元，用于根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数。
2.如权利要求1所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统，其特征在于，所述第三获取单元根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
获取待测干式空心电抗器的实际运行时长；
获取第一拟合曲线中与待测干式空心电抗器的实际运行时长对应的第一预测电流值以及标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的初始工作电流值；
根据第一预测电流值以及初始工作电流值获取待测空心电抗器的老化系数。
3.如权利要求2所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：
温度获取模块，用于在判断模块判断待测干式空心电抗器存在匝间绝缘缺陷，获取待测干式空心电抗器的温度分布图；
定位模块，用于根据温度分布图对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷进行定位。
4.一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法，其特征在于，所监测方法包括如下步骤：
S1，获取待测干式空心电抗器的老化系数；
S2，获取待测干式空心电抗器的温度补偿系数；
S3，获取待测干式空心电抗器在预设幅值电压下的实时工作电流值；
S4，根据老化系数以及温度补偿系数计算待测干式空心电抗器的调整后的工作电流值；
S5，获取标准干式空心电抗器在标准环境温度以及预设幅值电压下的标准电流值；
S6，根据调整后的工作电流值以及标准电流值判断待测干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷；
获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
S10，获取多个标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的多个第一工作电流值；
S11，获取多个第一工作电流值所对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长；
S12，对多个第一工作电流值以及与多个第一工作电流值对应的标准干式空心电抗器的实际运行时长进行拟合以获取第一拟合曲线；
S13，根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数。
5.如权利要求4所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法，其特征在于，根据第一拟合曲线获取待测干式空心电抗器的老化系数的具体方法包括如下步骤：
获取待测干式空心电抗器的实际运行时长；
获取第一拟合曲线中与待测干式空心电抗器的实际运行时长对应的第一预测电流值以及标准干式空心电抗器在预设幅值电压以及标准环境温度下的初始工作电流值；
根据第一预测电流值以及初始工作电流值获取待测空心电抗器的老化系数。
6.如权利要求5所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括如下步骤：
在判断模块判断待测干式空心电抗器存在匝间绝缘缺陷，获取待测干式空心电抗器的温度分布图；
根据温度分布图对待测干式空心电抗器的匝间绝缘缺陷进行定位。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4-6任一项所述的干式空心电抗器匝间绝缘缺陷监测方法。
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