CN115566639A - 一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，包括：采集变电站中变压器工作时的噪声程度、振动程度；建立变压器中性点电流异常控制装置控制模型；通过控制模型输出控制信号完成对电流异常防护装置的控制。本发明为电力系统针对变压器中性点电流异常问题提供了全新的防护方法，该方法通过非人工、非接触测量完成了根据变压器直流偏磁程度调节防护的功能，丰富了电力系统针对变压器中性点电流异常问题的控制方法，为后续的防治工作打下基础。
Description
技术领域
本发明属于设备防护领域，具体一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法。
背景技术
随着现代城市中电力系统的大规模建设，越来越多的变电站的变压器出现了中性点电流异常的问题，这会引起变压器直流偏磁故障，进而对变压器造成损坏，成为正常电力输送的安全隐患。变压器的中性点电流异常水平随着用电负荷的变化而变化，在一天的运行中呈现出明显的高峰期和低峰期。然而，在电力系统中缺少根据变压器直流偏磁的程度对其进行梯度防护的方法。因此，从可行性和安全性出发，对城市变电站中的变压器设置多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法能够有效对用电安全进行防护。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，解决了现有城市电力系统缺少根据变压器直流偏磁的程度对其进行梯度防护的方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，包括以下步骤：
S1、基于出现变压器中性点电流异常的变电站建设结构，设置噪音传感器，采集变压器运行噪音；基于变压器结构，在变压器外壳处设置振动传感器，采集变压器运行振动；
S2、计算机终端接收噪音传感器和振动传感器采集的结果，并基于matlab平台搭建控制模型，依据噪音和振动的多参量判断变压器是否出现直流偏磁故障；
S3、通过预先采集的噪音和振动信号，将变压器的直流偏磁程度分为三档，由控制模型收集当前变压器噪音和振动信号，判断其直流偏磁程度，并输出控制信号；
S4、将防护装置安装于变压器中性点，控制模型输出控制信号对防护装置进行控制，完成对变压器中性点电流异常的控制，降低变压器直流偏磁水平。
进一步的，所述步骤S1中在高压室墙壁上安装4个声音传感器，安装位置对应变压器外壳中轴线，高度为变压器高度的一半；振动传感器安装于变压器外壳各面的中心点。
进一步的，所述步骤S2中在计算机终端接受传感器测量的结果，并基于matlab平台搭建控制模型，依据噪音和振动的多参量判断变压器是否出现直流偏磁故障，其具体步骤为：
采集夜间变压器运行振动信号作为空白组；
将变压器噪音信号和振动信号输入控制模型；
判断噪音标准是否超过变压器运行标准，同时判断变压器振动信号是否大于空白组：
若噪音未超过变压器运行标准，则说明变压器无直流偏磁情况，系统输出防护装置复位信号；
若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号不大于空白组，则说明变压器无直流偏磁情况，系统输出防护装置复位信号。
进一步的，所述步骤S3中通过预先采集的噪音和振动信号，将变压器的直流偏磁程度分为三档，由控制模型收集当前变压器噪音和振动信号，判断其直流偏磁程度，并输出控制信号的具体步骤为：
若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号大于空白组，则说明变压器出现直流偏磁情况，此时若噪音超过90dB则系统输出控制信号，以将防护装置投切为1Ω；
若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号大于空白组，则说明变压器出现直流偏磁情况，此时若噪音超过110dB则系统输出控制信号，以将防护装置投切为3Ω；
控制模型输入信号的频率为10min/次，期间将持续输出防护装置的控制信号，在输入信号时，重新判断变压器运行状态，并重新输出对防护装置的控制信号。
进一步的，所述步骤S4中的防护装置由两个不同的直流电阻、导线、避雷器和信号接收装置组成，将防护装置安装于变压器中性点与接地系统之间，防护装置根据不同的控制信号投切到不同的电阻的档位，完成对变压器直流偏磁故障的控制。
本发明的有益效果为：
本发明基于城市变电所中的变压器直流偏磁情况，将其异常运行振动和噪音导入到计算机终端的控制模型中，接着通过控制模型判断该变压器的直流偏磁情况，并输出防护装置的控制信号，完成对防护装置的控制，进而抑制变压器的直流偏磁水平，提高输电线路运行的可靠性与安全性，为变电站提供了根据变压器直流偏磁的程度对其进行梯度防护的方法。
附图说明
图1为本发明提出的一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法的流程示意图；
图2为本发明中控制模型流程图；
图3为本发明中防护装置的结构示意图；
图4为本发明中控制模型的原理图；
图5为本发明实施例情况一模拟示意图；
图6为本发明实施例情况一模拟结果图；
图7为本发明实施例情况二模拟示意图；
图8为本发明实施例情况二模拟结果图；
图9为本发明实施例情况三模拟示意图；
图10为本发明实施例情况三模拟结果图；
图11为本发明实施例情况四模拟示意图；
图12为本发明实施例情况四模拟结果图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，包括以下步骤：
S1、基于出现变压器中性点电流异常的变电站建设结构，设置噪音传感器，采集变压器运行噪音；基于变压器结构，在变压器外壳处设置振动传感器，采集变压器运行振动。具体的，在高压室墙壁上安装4个声音传感器，安装位置对应变压器外壳中轴线，高度为变压器高度的一半。振动传感器安装与变压器外壳各面的中心点。
S2、计算机终端接收噪音传感器和振动传感器采集的结果，并基于matlab平台搭建控制模型，依据噪音和振动的多参量判断变压器是否出现直流偏磁故障。其具体步骤为（如图2所示）：
B1、采集夜间变压器运行振动信号作为空白组；
B2、将变压器噪音信号和振动信号输入控制模型；
B3、判断噪音标准是否超过变压器运行标准（噪音：90dB。）同时判断变压器振动信号是否大于空白组；
B4、若噪音未超过变压器运行标准，则说明变压器无直流偏磁情况，系统输出防护装置复位信号（即，将防护装置投切为0Ω）；
B5、若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号不大于空白组，则说明变压器无直流偏磁情况，系统输出防护装置复位信号（即，将防护装置投切为0Ω）。
S3、通过预先采集的噪音和振动信号，将变压器的直流偏磁程度分为三档（0Ω、1Ω，3Ω），由控制模型收集当前变压器噪音和振动信号，判断其直流偏磁程度，并输出控制信号。步骤S3的具体方法为：
B1、若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号大于空白组，则说明变压器出现直流偏磁情况，此时若噪音超过90dB则系统输出信号，将防护装置投切为1Ω；
B2、若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号大于空白组，则说明变压器出现直流偏磁情况，此时若噪音超过110dB则系统输出信号，将防护装置投切为3Ω；
B3、控制模型输入信号的频率为10min/次，期间将持续输出防护装置的控制信号。在输入信号时，重新判断变压器运行状态，并重新输出对防护装置的控制信号。
S4、将防护装置安装于变压器中性点，控制模型输出控制信号对防护装置进行控制，完成对变压器中性点电流异常的控制，降低变压器直流偏磁水平。所述步骤S4中的防护装置如图3所示，由两个不同的直流电阻、导线、避雷器和信号接收装置组成，将防护装置安装于变压器中性点与接地系统之间，防护装置根据不同的控制信号投切到不同的电阻的档位，完成对变压器直流偏磁故障的控制。具体的，当控制模型输出幅值为0的信号时，投切到0Ω挡位；当控制模型输出幅值为1的信号时，投切到1Ω挡位；当控制模型输出幅值为3的信号时，投切到3Ω挡位。
本发明将根据实际情况，将实施例分为四类进行模拟，即情况一：变压器发生偏磁故障并噪音超过110dB（如图5及图6所示）；情况二：变压器发生偏磁故障但噪音未超过110dB（如图7及图8所示）；情况三：变压器运行噪音超限但未发生偏磁故障（如图9及图10所示）；情况四：变压器运行噪音和振动未超限（如图11及图12所示）。输出信号0代表防护装置投切0Ω挡位，输出信号1代表防护装置投切1Ω挡位，输出信号3代表防护装置投切3Ω挡位。
本发明中通过对变压器工作异常参量的采集，并将其输入到计算机终端的控制模型中，在控制模型中判断变压器的直流偏磁程度，并根据其异常程度，输出对防护装置的控制信号，对变压器按其异常程度进行防护，为变电站提供了根据变压器直流偏磁的程度对其进行梯度防护的方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基于出现变压器中性点电流异常的变电站建设结构，设置噪音传感器，采集变压器运行噪音；基于变压器结构，在变压器外壳处设置振动传感器，采集变压器运行振动；
S2、计算机终端接收噪音传感器和振动传感器采集的结果，并基于matlab平台搭建控制模型，依据噪音和振动的多参量判断变压器是否出现直流偏磁故障；
S3、通过预先采集的噪音和振动信号，将变压器的直流偏磁程度分为三档，由控制模型收集当前变压器噪音和振动信号，判断其直流偏磁程度，并输出控制信号；
S4、将防护装置安装于变压器中性点，控制模型输出控制信号对防护装置进行控制，完成对变压器中性点电流异常的控制，降低变压器直流偏磁水平。
2.根据权利要求1所述的一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，其特征在于，所述步骤S1中在高压室墙壁上安装4个声音传感器，安装位置对应变压器外壳中轴线，高度为变压器高度的一半；振动传感器安装于变压器外壳各面的中心点。
3.根据权利要求1所述的一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，其特征在于，所述步骤S2中在计算机终端接受传感器测量的结果，并基于matlab平台搭建控制模型，依据噪音和振动的多参量判断变压器是否出现直流偏磁故障，其具体步骤为：
采集夜间变压器运行振动信号作为空白组；
将变压器噪音信号和振动信号输入控制模型；
判断噪音标准是否超过变压器运行标准，同时判断变压器振动信号是否大于空白组：
若噪音未超过变压器运行标准，则说明变压器无直流偏磁情况，系统输出防护装置复位信号；
若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号不大于空白组，则说明变压器无直流偏磁情况，系统输出防护装置复位信号。
4.根据权利要求1所述的一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，其特征在于，所述步骤S3中通过预先采集的噪音和振动信号，将变压器的直流偏磁程度分为三档，由控制模型收集当前变压器噪音和振动信号，判断其直流偏磁程度，并输出控制信号的具体步骤为：
若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号大于空白组，则说明变压器出现直流偏磁情况，此时若噪音超过90dB则系统输出控制信号，以将防护装置投切为1Ω；
若噪音超过变压器运行标准，变压器振动信号大于空白组，则说明变压器出现直流偏磁情况，此时若噪音超过110dB则系统输出控制信号，以将防护装置投切为3Ω；
控制模型输入信号的频率为10min/次，期间将持续输出防护装置的控制信号，在输入信号时，重新判断变压器运行状态，并重新输出对防护装置的控制信号。
5.根据权利要求1所述的一种多参量控制的变压器中性点电流异常防护方法，其特征在于，所述步骤S4中的防护装置由两个不同的直流电阻、导线、避雷器和信号接收装置组成，将防护装置安装于变压器中性点与接地系统之间，防护装置根据不同的控制信号投切到不同的电阻的档位，完成对变压器直流偏磁故障的控制。
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