CN115394546B - 海上风电试验变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上风电试验变压器，尤其涉及变压器技术领域，包括壳体，设置在壳体内部的第一绕组芯柱、第二绕组芯柱、第三绕组芯柱和设置在三个绕组芯柱一侧的无绕组芯柱，每个芯柱上方分别连接公用上轭，每个芯柱下方分别连接公用下轭；分别与设置在壳体上的风速传感器、湿度传感器以及设置在变压器的输入端和输出端上的电压传感器连接的用以监测变压器变压过程中的参数的智能监测模块；用以对智能监测模块监测的参数进行分析的数据分析模块；用以在变压器出现故障时进行预警的智能预警模块；用以在变压器出现故障时进行处理的故障处理模块；本发明在变压器出现故障时，进一步对变压器故障进行精准检测和及时有效地反馈。

Description

海上风电试验变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种海上风电试验变压器。

背景技术

海上风电是未来清洁能源新方向，由于陆地上经济可开发的风资源越来越少，全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势；与陆地风相比，海上风电资源的能量效益比陆地风电场高还能够减少电力运输成本，并且由于海上风能资源最丰富的是东南沿海地区，毗邻用电需求大的经济发达地区，可以实现就近消化，降低输送成本，所以发展潜力巨大。

中国专利公开号：CN113808814B公开了一种节能型抗短路冲击的海上风电变压器，包括：壳体，用以容纳变压器主体；减震机构，其设置在壳体的底部，用以维持变压器的平衡；所述控制单元，其分别与减震机构和风速传感器连接，用以接收所述位置传感器、所述风速传感器和所述重量传感器测得的数据，并根据所述承载台高度计算变压器平衡度，所述控制单元根据变压器平衡度与预设值进行比对并根据对结果判定变压器平衡度是否符合标准，并在变压器平衡度不符合标准时，根据实际变压器平衡度修正所述减震装置的运行参数，通过该发明控制单元调节减震装置的参数，在有效的增加了变压器的抗冲击性能的同时，可以有效的避免短路与事故的发生，进而有效的增加了变压器的安全性；由此可见，所述一种节能型抗短路冲击的海上风电变压器存在变压器出现故障时不能精准检测故障且不能进行及时有效地反馈的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种海上风电试验变压器，用以克服现有技术中变压器出现故障时不能精准检测故障且不能进行及时有效地反馈的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种海上风电试验变压器，包括壳体，还包括：

设置在所述壳体内部的第一绕组芯柱、第二绕组芯柱、第三绕组芯柱和设置在三个绕组芯柱一侧的无绕组芯柱，每个芯柱上方分别连接公用上轭，每个芯柱下方分别连接公用下轭；

其中，三个所述绕组芯柱分别与所述公用上轭和公用下轭共同构成磁回路，所述无绕组芯柱为三个所述绕组芯柱形成的三次谐波磁通提供一个闭合磁回路；

智能监测模块，其分别与设置在所述壳体上的风速传感器、湿度传感器以及设置在变压器的输入端和输出端上的电压传感器连接，用以监测所述变压器变压过程中的参数，其中变压过程中的参数包括变压器的输入端电压、输出端电压、变压频率以及海上风速、海上湿度；

数据分析模块，其与所述智能监测模块连接，用以对智能监测模块监测的所述参数进行分析；

智能预警模块，其与所述数据分析模块连接，用以在所述变压器出现故障时进行预警；

故障处理模块，其与所述智能预警模块连接，用以在所述变压器出现故障时进行处理；

其中，所述数据分析模块根据变压器的输入端电压、输出端电压和变压频率计算所述变压器的第一波动参数，所述数据分析模块在第一波动参数高于预设波动参数时计算所述第一波动参数与预设波动参数的第一波动参数差值，并根据第一波动参数差值对所述变压器的输入端电压进行调节；

所述数据分析模块在所述第一波动参数低于预设波动参数时计算所述第一波动参数与预设波动参数的第二波动参数差值，并根据第二波动参数差值对所述变压器的输入端电压进行补偿。

进一步地，所述数据分析模块包括第一数据运算单元，所述第一数据运算单元用以根据所述参数中的输入端电压、输出端电压和变压频率计算所述变压器的第一波动参数E，设定

其中，

为所述变压器的输入端电压，

为所述变压器的输出端电压，

为预设电压差，

为所述变压器的变压频率，

为预设变压频率。

进一步地，所述数据分析模块还包括数据比对单元，所述数据比对单元用以将所述第一数据运算单元计算的所述第一波动参数E与预设波动参数E0进行比对，并根据比对结果判定所述变压器变压是否正常，

若E＝E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压正常；

若E＞E0或E＜E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压不正常。

进一步地，所述数据分析模块还包括参数调节单元，所述第一数据运算单元在所述第一波动参数高于预设波动参数时，计算所述第一波动参数E与预设波动参数E0的第一波动参数差值△Ea，设定△Ea=E-E0，所述参数调节单元将该第一波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的输入端电压调节系数对所述变压器的输入端电压进行调节，

其中，所述参数调节单元中设置有第一预设波动参数差值△E1、第二预设波动参数差值△E2、第一输入端电压调节系数x1、第二输入端电压调节系数x2、第三输入端电压调节系数x3，△E1＜△E2，0.5＜x1＜x2＜x3＜1，

若△Ea≤△E1，所述参数调节单元判定选取第三输入端电压调节系数x3对所述变压器的输入端电压进行调节；

若△E1＜△Ea≤△E2，所述参数调节单元判定选取第二输入端电压调节系数x2对所述变压器的输入端电压进行调节；

若△Ea＞△E2，所述参数调节单元判定选取第一输入端电压调节系数x1对所述变压器的输入端电压进行调节；

当所述参数调节单元选取第n调节系数xn对所述变压器的输入端电压进行调节时，设定n=1，2，3，将调节后的变压器的输入端电压设置为

，设定

，

为所述变压器的输入端电压，xn为输入端电压调节系数。

进一步地，所述第一数据运算单元在所述第一波动参数低于预设波动参数时，计算所述第一波动参数E与预设波动参数E0的第二波动参数差值△Eb，设定△Eb=E0-E，所述参数调节单元将该第二波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的输入端电压补偿系数对所述变压器的输入端电压进行补偿，

其中，所述参数调节单元中设置有第一预设波动参数差值△E1、第二预设波动参数差值△E2、第一输入端电压补偿系数r1、第二输入端电压补偿系数r2、第三输入端电压补偿系数r3，△E1＜△E2，1＜r1＜r2＜r3＜1.2，

若△Eb≤△E1，所述参数调节单元判定选取第一输入端电压补偿系数r1对所述变压器的输入端电压进行补偿；

若△E1＜△Eb≤△E2，所述参数调节单元判定选取第二输入端电压补偿系数r2对所述变压器的输入端电压进行补偿；

若△Eb＞△E2，所述参数调节单元判定选取第三输入端电压补偿系数r3对所述变压器的输入端电压进行补偿；

当所述参数调节单元选取第m补偿系数rm对所述变压器的输入端电压进行补偿时，设定m=1，2，3，将补偿后的变压器的输入端电压设置为

，

，

为所述变压器的输入端电压，rm为输入端电压补偿系数。

进一步地，所述参数调节单元在补偿或调节所述变压器的输入端电压完成时，所述第一数据运算单元计算经调节或补偿后的所述变压器的第二波动参数E＇，所述数据比对单元将所述第二波动参数E＇与预设波动参数E0进行比对，并根据比对结果再次判定所述变压器变压是否正常，

若E＇＝E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压正常；

若E＇＞E0或E＇＜E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压不正常。

进一步地，所述智能预警模块包括第二数据运算单元和智能调控单元，所述第二数据运算单元用以在再次判定所述变压器变压不正常时，计算所述第二波动参数E＇与预设波动参数E0的第三波动参数差值△Ec，设定△Ec=|E0-E＇|，所述智能调控单元将该第三波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的修正系数对所述变压器的预警值进行修正，

其中，所述智能调控单元中设置有第一修正系数k1、第二修正系数k2、第三修正系数k3，1＜k1＜k2＜k3＜1.2，

若△Ec≤△E1，所述智能调控单元判定选取第一修正系数k1对所述预警值进行修正；

若△E1＜△Ec≤△E2，所述智能调控单元判定选取第二修正系数K2对所述预警值进行修正；

若△Ec＞△E2，所述智能调控单元判定选取第三修正系数k3对所述预警值进行修正；

当所述智能调控单元判定选取第i修正系数ki对所述预警值进行修正时，设定i=1，2，3，将修正后的预警值设置为A2，A2=A1×ki，其中，A1为初始预警值，ki为预警值修正系数。

进一步地，所述第一数据运算单元还用以在所述变压器变压过程中根据海上风速和海上湿度确定环境影响系数B，设定B=V/V1+S/S1，所述数据比对单元还用以将环境影响系数B与预设环境影响系数B1进行比对，并根据比对结果判定所述变压器是否能够稳定变压，其中，V为海上实时风速值，V1为预设海上风速值，S为海上实时湿度值，S1为预设海上湿度值，

若B≤B1，所述数据比对单元判定所述变压器能够稳定变压；

若B＞B1，所述数据比对单元判定所述变压器不能够稳定变压。

进一步地，所述第二数据运算单元还用以在判定所述变压器不能稳定变压时，计算环境影响系数B与预设环境影响系数B1的环境影响系数差值△B，设定△B=B1-B，所述智能调控单元将该环境影响系数差值与预设环境影响系数差值进行比对，并根据比对结果对所述变压器的预警值进行修正，

其中，所述智能调控单元中还设置有第一预设环境影响系数差值△B1、第二预设环境影响系数差值△B2，△B1＜△B2，

若△B≤△B1，所述智能调控单元判定选取第一修正系数k1对所述预警值进行修正；

若△B1＜△B≤△B2，所述智能调控单元判定选取第二修正系数k2对所述预警值进行修正；

若△B＞△B2，所述智能调控单元判定选取第三修正系数K3对所述预警值进行修正；

当所述智能调控单元判定选取第i修正系数ki对所述预警值进行修正时，设i=1，2，3，将修正后的预警值设置为A3，A3=Az×ki，其中，z为1或2，ki为预警值修正系数。

进一步地，所述故障处理模块还包括故障处理单元和预警信息发送单元，所述故障处理单元中设置有第一预设预警值Aa、第二预设预警值Ab和第三预设预警值Ac，以及各所述预设预警值对应的故障处理方式，其中第一预设预警值Aa对应的故障处理方式为对输出端的电压进行调整，第二预设预警值Ab对应的故障处理方式为对变压器进行除湿，第三预设预警值Ac对应的故障处理方式为对变压器的外壳进行更换；

所述预警信息发送单元在所述预警值超出预设预警值时向控制中心发送预警信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过检测变压器的输入端电压、输出端电压和变压频率，从而实现对变压器变压过程中的波动的检测，并通过计算第一波动参数，将该第一波动参数作为评估变压器变压是否正常的表征性参量，变压器的变压过程越不稳定则会导致第一波动参数与预设波动参数的差异越大，从而表明变压器变压不正常，本发明通过计算第一波动参数，并根据第一波动参数与预设波动参数的第一波动参数差值对变压器的输入端电压进行补偿或调节，提高了对变压器变压过程中出现故障时的检测精准性并能够及时有效地反馈。

进一步地，本发明的数据分析模块在计算第一波动参数完成时，当第一波动参数与预设波动参数存在差异时，则表明变压器的变压不正常，并在第一波动参数高于预设波动参数时，将变压器的输入端电压调低，在第一波动参数低于预设波动参数时，将变压器的输入端电压调高，通过以上技术方案，进一步提高了对变压器变压过程中出现故障时的检测精准性并能够及时有效地反馈。

进一步地，本发明在对变压器的输入端电压进行补偿或调节完成时，根据补偿或调节完成后的输入端电压计算第二波动参数，对变压器的变压正常与否再次进行评估，当数据分析模块再次判定变压器变压不正常时，本发明通过对第二波动参数的计算，并根据第二波动参数与预设波动参数的第二波动参数差值对变压器的预警值进行修正，进一步提高了对变压器变压过程中出现故障时的检测精准性。

进一步地，数据分析模块在判定变压器变压不正常时，故障处理模块根据第三波动参数差值对变压器的预警值进行修正，当第三波动参数差值与预设波动差值的差异越大时，则选取较大的修正系数对预警值进行修正，通过以上技术方案，进一步提高了对变压器变压过程中出现故障时的检测精准性，从而进一步提高了对故障的反馈效率。

进一步地，本发明通过数据分析模块对海上的实时风速值和实时湿度值进行分析，并确定环境影响系数，将该环境影响系数作为评估变压器是否能够稳定变压的表征性参量，风速和湿度越大时，环境影响系数越大，对变压器的影响程度越高，从而导致变压器不能稳定变压，进一步提高了对变压器变压过程中出现故障时的检测精准性，从而提高了对故障的反馈效率。

进一步地，当变压器不能稳定变压时，通过计算环境影响系数与预设环境影响系数的环境影响系数差值，进而对变压器的预警值进行修正，当环境影响系数差值大于预设环境影响系数差值时，则选取较大的修正系数进行修正，通过以上技术方案，进一步提高了对变压器变压过程中出现故障时的检测精准性，从而进一步提高了对故障的反馈效率。

进一步地，本发明首先对变压器能否稳定变压进行检测，在保证变压器的输入端电压能够正常从高压端流向低压端的情况下，继而根据海上风速和湿度的影响判定变压器的变压是否稳定，从而进一步提高了在变压器变压过程中受海上环境影响时对变压器的控制的精准性。

附图说明

图1为本发明所述海上风电试验变压器的结构示意图；

图2为本发明所述海上风电试验变压器的逻辑框图；

图3为本发明所述海上风电试验变压器中数据分析模块的逻辑框图；

图4为本发明所述海上风电试验变压器中智能预警模块的逻辑框图；

图5为本发明所述海上风电试验变压器中故障处理模块的逻辑框图；

图6为本发明所述海上风电试验变压器的变压过程的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图5 所示，图1为本发明所述海上风电试验变压器的结构图；图2为本发明所述海上风电试验变压器的逻辑框图；图3为本发明所述海上风电试验变压器中数据分析模块的逻辑框图；图4为本发明所述海上风电试验变压器中智能预警模块的逻辑框图；图5为本发明所述海上风电试验变压器中故障处理模块的逻辑框图。

本发明实施例的海上风电试验变压器，包括：

壳体，

设置在所述壳体内部的第一绕组芯柱3、第二绕组芯柱4、第三绕组芯柱6和设置在三个绕组芯柱一侧的无绕组芯柱2；每个芯柱上方连接有公用上轭1，每个芯柱下方连接有公用下轭5；

其中，三个所述绕组芯柱分别与所述公用上轭1和公用下轭5共同构成磁回路，所述无绕组芯柱2为三个所述绕组芯柱形成的三次谐波磁通提供一个闭合磁回路；

智能监测模块，其分别与设置在所述壳体上的风速传感器、湿度传感器以及设置在变压器的输入端和输出端上的电压传感器连接，用以监测所述变压器变压过程中的参数，其中变压过程中的参数包括变压器的输入端电压、输出端电压、变压频率以及海上风速、海上湿度；

数据分析模块，其与所述智能监测模块连接，用以对智能监测模块监测的所述参数进行分析；

智能预警模块，其与所述数据分析模块连接，用以在所述变压器出现故障时进行预警；

故障处理模块，其与所述智能预警模块连接，用以在所述变压器出现故障时进行处理。

本发明实施例中，所述变压器为三相四柱变压器，连接组别为YNyn0，提供零序回路且没有角接绕组。

本发明实施例中，所述电压传感器为两个，分别连接所述变压器的输入端和输出端。

具体而言，所述数据分析模块包括第一数据运算单元，所述第一数据运算单元用以根据所述参数中的输入端电压、输出端电压和变压频率计算所述变压器的第一波动参数E，设定

其中，

为所述变压器的输入端电压，

为所述变压器的输出端电压，

为预设电压差，

为所述变压器的变压频率，

为预设变压频率。

具体而言，所述数据分析模块还包括数据比对单元，所述数据比对单元用以将所述第一数据运算单元计算的所述第一波动参数E与预设波动参数E0进行比对，并根据比对结果判定所述变压器变压是否正常，

若E＝E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压正常；

若E＞E0或E＜E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压不正常。

本发明实施例中，所述变压器变压方式为从高压端向低压端进行变压。

具体而言，所述数据分析模块还包括参数调节单元，所述第一数据运算单元在所述第一波动参数高于预设波动参数时，计算所述第一波动参数E与预设波动参数E0的第一波动参数差值△Ea，设定△Ea=E-E0，所述参数调节单元将该第一波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的输入端电压调节系数对所述变压器的输入端电压进行调节，

其中，所述参数调节单元中设置有第一预设波动参数差值△E1、第二预设波动参数差值△E2、第一输入端电压调节系数x1、第二输入端电压调节系数x2、第三输入端电压调节系数x3，△E1＜△E2，0.5＜x1＜x2＜x3＜1，

若△Ea≤△E1，所述参数调节单元判定选取第三输入端电压调节系数x3对所述变压器的输入端电压进行调节；

若△E1＜△Ea≤△E2，所述参数调节单元判定选取第二输入端电压调节系数x2对所述变压器的输入端电压进行调节；

若△Ea＞△E2，所述参数调节单元判定选取第一输入端电压调节系数x1对所述变压器的输入端电压进行调节；

当所述参数调节单元选取第n调节系数xn对所述变压器的输入端电压进行调节时，设定n=1，2，3，将调节后的变压器的输入端电压设置为

，设定

，

为所述变压器的输入端电压，xn为输入端电压调节系数。

具体而言，所述第一数据运算单元在所述第一波动参数低于预设波动参数时，计算所述第一波动参数E与预设波动参数E0的第二波动参数差值△Eb，设定△Eb=E0-E，所述参数调节单元将该第二波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的输入端电压补偿系数对所述变压器的输入端电压进行补偿，

其中，所述参数调节单元中设置有第一预设波动参数差值△E1、第二预设波动参数差值△E2、第一输入端电压补偿系数r1、第二输入端电压补偿系数r2、第三输入端电压补偿系数r3，△E1＜△E2，1＜r1＜r2＜r3＜1.2，

若△Eb≤△E1，所述参数调节单元判定选取第一输入端电压补偿系数r1对所述变压器的输入端电压进行补偿；

若△E1＜△Eb≤△E2，所述参数调节单元判定选取第二输入端电压补偿系数r2对所述变压器的输入端电压进行补偿；

若△Eb＞△E2，所述参数调节单元判定选取第三输入端电压补偿系数r3对所述变压器的输入端电压进行补偿；

当所述参数调节单元选取第m补偿系数rm对所述变压器的输入端电压进行补偿时，设定m=1，2，3，将补偿后的变压器的输入端电压设置为

，

，

为所述变压器的输入端电压，rm为输入端电压补偿系数。

具体而言，所述参数调节单元在补偿或调节所述变压器的输入端电压完成时，所述第一数据运算单元计算经调节或补偿后的所述变压器的第二波动参数E＇，所述数据比对单元将所述第二波动参数E＇与预设波动参数E0进行比对，并根据比对结果再次判定所述变压器变压是否正常，

若E＇＝E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压正常；

若E＇＞E0或E＇＜E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压不正常。

具体而言，所述智能预警模块包括第二数据运算单元和智能调控单元，所述第二数据运算单元用以在再次判定所述变压器变压不正常时，计算所述第二波动参数E＇与预设波动参数E0的第三波动参数差值△Ec，设定△Ec=|E0-E＇|，所述智能调控单元将该第三波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的修正系数对所述变压器的预警值进行修正，

其中，所述智能调控单元中设置有第一修正系数k1、第二修正系数k2、第三修正系数k3，1＜k1＜k2＜k3＜1.2，

若△Ec≤△E1，所述智能调控单元判定选取第一修正系数k1对所述预警值进行修正；

若△E1＜△Ec≤△E2，所述智能调控单元判定选取第二修正系数K2对所述预警值进行修正；

若△Ec＞△E2，所述智能调控单元判定选取第三修正系数k3对所述预警值进行修正；

当所述智能调控单元判定选取第i修正系数ki对所述预警值进行修正时，设定i=1，2，3，将修正后的预警值设置为A2，A2=A1×ki，其中，A1为初始预警值，ki为预警值修正系数。

具体而言，所述第一数据运算单元还用以在所述变压器变压过程中根据海上风速和海上湿度确定环境影响系数B，设定B=V/V1+S/S1，所述数据比对单元还用以将环境影响系数B与预设环境影响系数B1进行比对，并根据比对结果判定所述变压器是否能够稳定变压，其中，V为海上实时风速值，V1为预设海上风速值，S为海上实时湿度值，S1为预设海上湿度值，

若B≤B1，所述数据比对单元判定所述变压器能够稳定变压；

若B＞B1，所述数据比对单元判定所述变压器不能够稳定变压。

本发明实施例中，在保证所述变压器的输入端电压能够正常从高压端流向低压端的情况下，继而根据海上风速和湿度的影响判定所述变压器的变压是否稳定，提高了在变压器变压过程中受海上环境影响时对变压器的控制的精准性。

具体而言，所述第二数据运算单元还用以在判定所述变压器不能稳定变压时，计算环境影响系数B与预设环境影响系数B1的环境影响系数差值△B，设定△B=B1-B，所述智能调控单元将该环境影响系数差值与预设环境影响系数差值进行比对，并根据比对结果对所述变压器的预警值进行修正，

其中，所述智能调控单元中还设置有第一预设环境影响系数差值△B1、第二预设环境影响系数差值△B2，△B1＜△B2，

若△B≤△B1，所述智能调控单元判定选取第一修正系数k1对所述预警值进行修正；

若△B1＜△B≤△B2，所述智能调控单元判定选取第二修正系数k2对所述预警值进行修正；

若△B＞△B2，所述智能调控单元判定选取第三修正系数K3对所述预警值进行修正；

当所述智能调控单元判定选取第i修正系数ki对所述预警值进行修正时，设i=1，2，3，将修正后的预警值设置为A3，A3=Az×ki，其中，z为1或2，ki为预警值修正系数。

具体而言，所述故障处理模块还包括故障处理单元和预警信息发送单元，所述故障处理单元中设置有第一预设预警值Aa、第二预设预警值Ab和第三预设预警值Ac，以及各所述预设预警值对应的故障处理方式，其中第一预设预警值Aa对应的故障处理方式为对输出端的电压进行调整，第二预设预警值Ab对应的故障处理方式为对变压器进行除湿，第三预设预警值Ac对应的故障处理方式为对变压器的外壳进行更换；

所述预警信息发送单元在所述预警值超出预设预警值时向控制中心发送预警信息。

本发明实施例中，当所述变压器的故障程度未达到第一预警值Aa时，所述预警信息发送单元判定暂不向控制中心发送预警信息；当所述变压器的故障程度达到第一预警值Aa且未达到第二预警值Ab时，采用对所述变压器的输出端的电压进行调整；当所述变压器的故障程度达到第二预警值且未达到第三预警值时，对变压器进行除湿处理；当所述变压器的故障程度达到第三预警值时，采用对所述变压器的外壳进行更换。

具体而言，本发明实施例中，当对所述变压器的输出端的电压进行调整时，将调整后的输出端电压设置为Uc´，当对应的输入端电压为补偿时，Uc´=Uc+△Uc；当对应的输入端电压为调节时Uc´=Uc-△Uc，其中△Uc为预设电压调整值。

请参阅图6所示，图6为本发明所述海上风电试验变压器的变压过程的流程图。

本发明实施例中，智能监测模块监测所述变压器变压过程中的各项参数，所述第一数据运算单元根据输入端电压、输出端电压和变压频率计算第一波动参数，所述数据比对单元根据第一波动参数与预设波动参数的比对结果判定变压器变压是否正常，在判定变压不正常时，所述参数调节单元对输入端电压进行调节或补偿，在判定变压正常时，第二数据运算单元根据海上风速和湿度计算环境影响系数，在对输入端电压进行调节或补偿完成时，第二数据运算单元根据调节或补偿完成后的输入端电压计算第二波动参数，所述数据比对单元根据第二波动参数与预设波动参数的比对结果再次判定变压器变压是否正常，在判定变压器变压不正常时，智能调控单元对预警值进行修正，在判定变压器变压正常时，第二数据运算单元根据海上风速和湿度计算环境影响系数，所述数据比对单元根据环境影响系数与预设环境影响系数的比对结果判定变压器变压是否稳定，在判定变压器变压不稳定时，智能调控单元对预警值进行修正，在判定变压器变压稳定时，变压器工作正常，继续稳定变压。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海上风电试验变压器，包括壳体，其特征在于，还包括：设置在所述壳体内部的第一绕组芯柱、第二绕组芯柱、第三绕组芯柱和设置在三个绕组芯柱一侧的无绕组芯柱，每个芯柱上方分别连接公用上轭，每个芯柱下方分别连接公用下轭；

其中，三个所述绕组芯柱分别与所述公用上轭和公用下轭共同构成磁回路，所述无绕组芯柱为三个所述绕组芯柱形成的三次谐波磁通提供一个闭合磁回路；

智能监测模块，其分别与设置在所述壳体上的风速传感器、湿度传感器以及设置在变压器的输入端和输出端上的电压传感器连接，用以监测所述变压器变压过程中的参数，其中变压过程中的参数包括变压器的输入端电压、输出端电压、变压频率以及海上风速、海上湿度；

数据分析模块，其与所述智能监测模块连接，用以对智能监测模块监测的所述参数进行分析；

智能预警模块，其与所述数据分析模块连接，用以在所述变压器出现故障时进行预警；

故障处理模块，其与所述智能预警模块连接，用以在所述变压器出现故障时进行处理；

其中，所述数据分析模块根据变压器的输入端电压、输出端电压和变压频率计算所述变压器的第一波动参数，所述数据分析模块在第一波动参数高于预设波动参数时计算所述第一波动参数与预设波动参数的第一波动参数差值，并根据第一波动参数差值对所述变压器的输入端电压进行调节；

所述数据分析模块包括第一数据运算单元，所述第一数据运算单元用以根据所述参数中的输入端电压、输出端电压和变压频率计算所述变压器的第一波动参数E，设定

其中，

为所述变压器的输入端电压，

为所述变压器的输出端电压，

为预设电压差，

为所述变压器的变压频率，

为预设变压频率；

所述数据分析模块还包括参数调节单元，所述第一数据运算单元在所述第一波动参数高于预设波动参数时，计算所述第一波动参数E与预设波动参数E0的第一波动参数差值△Ea，设定△Ea=E-E0，所述参数调节单元将该第一波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的输入端电压调节系数对所述变压器的输入端电压进行调节，

其中，所述参数调节单元中设置有第一预设波动参数差值△E1、第二预设波动参数差值△E2、第一输入端电压调节系数x1、第二输入端电压调节系数x2、第三输入端电压调节系数x3，△E1＜△E2，0.5＜x1＜x2＜x3＜1，

若△Ea≤△E1，所述参数调节单元判定选取第三输入端电压调节系数x3对所述变压器的输入端电压进行调节；

若△E1＜△Ea≤△E2，所述参数调节单元判定选取第二输入端电压调节系数x2对所述变压器的输入端电压进行调节；

若△Ea＞△E2，所述参数调节单元判定选取第一输入端电压调节系数x1对所述变压器的输入端电压进行调节；

当所述参数调节单元选取第n调节系数xn对所述变压器的输入端电压进行调节时，设定n=1，2，3，将调节后的变压器的输入端电压设置为

，设定

，

为所述变压器的输入端电压，xn为输入端电压调节系数；

所述数据分析模块在所述第一波动参数低于预设波动参数时计算所述第一波动参数与预设波动参数的第二波动参数差值，并根据第二波动参数差值对所述变压器的输入端电压进行补偿；

所述第一数据运算单元在所述第一波动参数低于预设波动参数时，计算所述第一波动参数E与预设波动参数E0的第二波动参数差值△Eb，设定△Eb=E0-E，所述参数调节单元将该第二波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的输入端电压补偿系数对所述变压器的输入端电压进行补偿，

其中，所述参数调节单元中设置有第一预设波动参数差值△E1、第二预设波动参数差值△E2、第一输入端电压补偿系数r1、第二输入端电压补偿系数r2、第三输入端电压补偿系数r3，△E1＜△E2，1＜r1＜r2＜r3＜1.2，

若△Eb≤△E1，所述参数调节单元判定选取第一输入端电压补偿系数r1对所述变压器的输入端电压进行补偿；

若△E1＜△Eb≤△E2，所述参数调节单元判定选取第二输入端电压补偿系数r2对所述变压器的输入端电压进行补偿；

若△Eb＞△E2，所述参数调节单元判定选取第三输入端电压补偿系数r3对所述变压器的输入端电压进行补偿；

当所述参数调节单元选取第m补偿系数rm对所述变压器的输入端电压进行补偿时，设定m=1，2，3，将补偿后的变压器的输入端电压设置为

，

，

为所述变压器的输入端电压，rm为输入端电压补偿系数。

2.根据权利要求1所述的海上风电试验变压器，其特征在于，所述数据分析模块还包括数据比对单元，所述数据比对单元用以将所述第一数据运算单元计算的所述第一波动参数E与预设波动参数E0进行比对，并根据比对结果判定所述变压器变压是否正常，

若E＝E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压正常；

若E＞E0或E＜E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压不正常。

3.根据权利要求2所述的海上风电试验变压器，其特征在于，所述参数调节单元在补偿或调节所述变压器的输入端电压完成时，所述第一数据运算单元计算经调节或补偿后的所述变压器的第二波动参数E´，所述数据比对单元将所述第二波动参数E´与预设波动参数E0进行比对，并根据比对结果再次判定所述变压器变压是否正常，

若E´＝E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压正常；

若E´＞E0或E´＜E0，所述数据比对单元判定所述变压器的变压不正常。

4.根据权利要求3所述的海上风电试验变压器，其特征在于，所述智能预警模块包括第二数据运算单元和智能调控单元，所述第二数据运算单元用以在再次判定所述变压器变压不正常时，计算所述第二波动参数E´与预设波动参数E0的第三波动参数差值△Ec，设定△Ec=|E0-E´|，所述智能调控单元将该第三波动参数差值与预设波动参数差值进行比对，并根据比对结果选取对应的修正系数对所述变压器的预警值进行修正，

其中，所述智能调控单元中设置有第一修正系数k1、第二修正系数k2、第三修正系数k3，1＜k1＜k2＜k3＜1.2，

若△Ec≤△E1，所述智能调控单元判定选取第一修正系数k1对所述预警值进行修正；

若△E1＜△Ec≤△E2，所述智能调控单元判定选取第二修正系数K2对所述预警值进行修正；

若△Ec＞△E2，所述智能调控单元判定选取第三修正系数k3对所述预警值进行修正；

当所述智能调控单元判定选取第i修正系数ki对所述预警值进行修正时，设定i=1，2，3，将修正后的预警值设置为A2，A2=A1×ki，其中，A1为初始预警值，ki为预警值修正系数。

5.根据权利要求4所述的海上风电试验变压器，其特征在于，所述第一数据运算单元还用以在所述变压器变压过程中根据海上风速和海上湿度确定环境影响系数B，设定B=V/V1+S/S1，所述数据比对单元还用以将环境影响系数B与预设环境影响系数B1进行比对，并根据比对结果判定所述变压器是否能够稳定变压，其中，V为海上实时风速值，V1为预设海上风速值，S为海上实时湿度值，S1为预设海上湿度值，

若B≤B1，所述数据比对单元判定所述变压器能够稳定变压；

若B＞B1，所述数据比对单元判定所述变压器不能够稳定变压。

6.根据权利要求5所述的海上风电试验变压器，其特征在于，所述第二数据运算单元还用以在所述变压器不能稳定变压时，计算环境影响系数B与预设环境影响系数B1的环境影响系数差值△B，设定△B=B1-B，所述智能调控单元将该环境影响系数差值与预设环境影响系数差值进行比对，并根据比对结果对所述变压器的预警值进行修正，

其中，所述智能调控单元中还设置有第一预设环境影响系数差值△B1、第二预设环境影响系数差值△B2，△B1＜△B2，

若△B≤△B1，所述智能调控单元判定选取第一修正系数k1对所述预警值进行修正；

若△B1＜△B≤△B2，所述智能调控单元判定选取第二修正系数k2对所述预警值进行修正；

若△B＞△B2，所述智能调控单元判定选取第三修正系数K3对所述预警值进行修正；

当所述智能调控单元判定选取第i修正系数ki对所述预警值进行修正时，设i=1，2，3，将修正后的预警值设置为A3，A3=Az×ki，其中，z为1或2，ki为预警值修正系数。

7.根据权利要求6所述的海上风电试验变压器，其特征在于，所述故障处理模块还包括故障处理单元和预警信息发送单元，所述故障处理单元中设置有第一预设预警值Aa、第二预设预警值Ab和第三预设预警值Ac，以及各所述预设预警值对应的故障处理方式，其中第一预设预警值Aa对应的故障处理方式为对输出端的电压进行调整，第二预设预警值Ab对应的故障处理方式为对变压器进行除湿，第三预设预警值Ac对应的故障处理方式为对变压器的外壳进行更换；

所述预警信息发送单元在所述预警值超出预设预警值时向控制中心发送预警信息。

Images