CN206132901U - 一种变压器绕组变形在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变压器绕组变形在线监测装置，包括：信息获取单元用于实时采集变压器原边实时数据和副边实时数据；参数预设单元用于当在线监测装置上电启动之后，预先设定所述变压器的铭牌参数：参数处理单元，用于计算变压器的各侧电流数据突变量；分布式光纤温度监测单元，包括至少一组缠绕在所述变压器的绕组上并用光开关选通的待测光纤组、第一分布式反馈半导体激光器和第二分布式反馈半导体激光器，用于测量所述变压器绕组的温度；所述在线监控单元，用于当所述分布式光纤温度监测单元检测到所述变压器绕组的温度大于预设温度时，判定所述变压器是否存在变形潜伏故障。该在线监测装置能够降低变压器损坏事故、提高变压器安全运行水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及变压器绕组变形在线监测装置。
背景技术
电力变压器是电力系统中的枢纽设备，在整个电力系统中起着能量和电压转换的作用。因此变压器能否安全稳定运行直接影响到整个电力系统的安全与稳定。
有关变压器损坏事故统计表明，绕组是发生故障较多的部件，其故障多由绕组绝缘的老化以及绕组变形导致绝缘损坏引起的。相比较而言，继电保护是当故障发生时，通过对故障前后数据的分析、比较，作出跳闸、报警并快速切除故障，以免造成系统或设备的进一步损坏，继电保护动作切除故障是对电力系统和电力设备的被动安全防御方式；而“绕组变形监测”是在故障发生前，通过对表征变压器绕组状态的数据进行分析、判断，来确定绕组的健康状态，从而确定是否需要安排维护作业，起到防患于未然的作用，并为有计划的维护提供了信息。对于很大部分的变压器绕组故障的发生是由于绕组变形亚健康状态的积累，因此监测绕组运行状态实现预知维修进而避免设备的故障，是提高变压器运行安全性的积极主动防御方式。
然而，由于变压器绕组所处位置的特殊性、运行情况的复杂性和技术手段的缺乏，长期以来绕组运行状态还无法直接监测。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种变压器绕组变形在线监测装置，能够降低变压器损坏事故、提高变压器安全运行水平。
为达到上述目的，本实用新型的实施例提出了变压器绕组变形在线监测装置，包括：信息获取单元、参数预设单元、参数处理单元、分布式光纤温度监测单元和在线监控单元；所述信息获取单元用于实时采集所述变压器原边三相绕组的实时数据和副边三相绕组的实时数据；所述参数预设单元用于当所述在线监测装置上电启动之后，预先设定所述变压器的铭牌参数：所述参数处理单元，用于根据所述变压器原边三相绕组的实时数据、副边三相绕组的实时数据以及预先设定的所述变压器的铭牌参数，利用所述变压器的关系模型，计算变压器的各侧电流数据突变量；分布式光纤温度监测单元，包括至少一组缠绕在所述变压器的绕组上并用光开关选通的待测光纤组、第一分布式反馈半导体激光器和第二分布式反馈半导体激光器，用于测量所述变压器绕组的温度；所述在线监控单元，用于当所述分布式光纤温度监测单元检测到所述变压器绕组的温度大于预设温度时，根据所述变压器的各侧电流数据突变量判定所述变压器是否存在变形潜伏故障。
根据本实用新型提出的变压器绕组变形在线监测装置，通过对表征变压器绕组形状的数据或参数在线实时分析、判断绕组变形程度，并在绕组变形程度严重时发出告警信号，调度运行人员有计划的安排变压器退出运行进行维护检修，从而降低变压器损坏事故、提高变压器安全运行水平。
具体的，所述变压器绕组变形在线监测装置还包括故障报警单元，用于当所述在线监控单元判定所述变压器存在变形潜伏故障时通过无线传输形式向后台管理系统预警。
根据本实用新型的一个实施例，所述变压器绕组变形在线监测装置还包括策略调整单元，用于当所述在线监控单元判定所述变压器存在变形潜伏故障时，启动所述变压器对应的保护元件，跳闸切除故障，同时将所述变压器复归。
根据本实用新型的一个实施例，所述待测光纤组包括掺铒光纤。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的变压器绕组变形在线监测装置的示意图；
图2为根据本发明又一个实施例的变压器绕组变形在线监测装置的示意图；
图3为根据本发明又一个实施例的变压器绕组变形在线监测装置的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如附图1所示，一种变压器绕组变形在线监测装置包括：信息获取单元11、参数预设单元12、参数处理单元13、分布式光纤温度监测单元14和在线监控单元15。
所述信息获取单元11用于实时采集所述变压器原边三相绕组的实时数据和副边三相绕组的实时数据。
所述参数预设单元12用于当所述在线监测装置上电启动之后，预先设定所述变压器的铭牌参数。具体的，所述铭牌参数一般包括短路电压、短路损耗、变压器额定容量、变压器额定电压、额定电流，变压器额定变比。
所述参数处理单元13，用于根据所述变压器原边三相绕组的实时数据、副边三相绕组的实时数据以及预先设定的所述变压器的铭牌参数，以及根据上述铭牌参数计算得到的所述变压器的等值电阻和漏电感，利用所述变压器的关系模型，计算变压器的各侧电流数据突变量。
具体的，所述变压器的关系模型可以为利用所述变压器的短路阻抗、变压器一次侧电压和电流以及变压器二次侧电压和电流之间的关系得到的数学模型。建立该关系模型具体包括步骤：
S1：建立变压器等效电路模型；
S2：根据所述变压器等效电路模型，获得变压器短路阻抗、变压器一次侧电压和电流；以及
S3：变压器二次侧电压和电流之间的关系模型。
分布式光纤温度监测单元14，包括至少一组缠绕在所述变压器的绕组上并用光开关选通的待测光纤组、第一分布式反馈半导体激光器和第二分布式反馈半导体激光器，用于测量所述变压器绕组的温度。优选的，所述待测光纤组包括掺铒光纤。
至今绕组热点温度只能通过顶层油温间接反映，因此对变压器的负载能力通过负载电流和顶层油温进行了过度的限制，或在短期过载时又处于失控状态，而分布式光纤温度监测单元14对绕组进行的实时监测功能可以充分发挥变压器的负载能力，又可以防止出现危及变压器绝缘的故障风险，同时可以通过积累热点温度数据计算变压器绝缘使用寿命。
所述在线监控单元15，用于当所述分布式光纤温度监测单元检测到所述变压器绕组的温度大于预设温度时，根据所述变压器的各侧电流数据突变量判定所述变压器是否存在变形潜伏故障。
根据本实用新型提出的变压器绕组变形在线监测装置，通过对表征变压器绕组形状的数据或参数在线实时分析、判断绕组变形程度，并在绕组变形程度严重时发出告警信号，调度运行人员有计划的安排变压器退出运行进行维护检修，从而降低变压器损坏事故、提高变压器安全运行水平。
如附图2所示，所述变压器绕组变形在线监测装置还可以包括故障报警单元21，用于当所述在线监控单元判定所述变压器存在变形潜伏故障时通过无线传输形式向后台管理系统预警。
如附图3所示，所述变压器绕组变形在线监测装置还可以包括策略调整单元31，用于当所述在线监控单元判定所述变压器存在变形潜伏故障时，启动所述变压器对应的保护元件，跳闸切除故障，同时将所述变压器复归。在保护启动后，利用变压器保护元件快速识别所述变压器保护区内严重故障时，保护元件的动作时间随故障严重程度增加而减小。
若此时所述变压器处于空载合闸状态，则采用“频域保护元件”来判断变压器是否区内故障；若是，则保护发出跳闸信号切除故障，同时将所述变压器进行复位；若否，则结束。
若所述变压器处于负载运行状态，则保护采用“故障分量保护元件”来判断变压器是否区内弱故障；若是，则保护发出跳闸信号切除故障，同时将所述变压器进行复位；若否，则对保护参数和动作保护门槛值进行实时更新。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种变压器绕组变形在线监测装置，其特征在于，包括：信息获取单元、参数预设单元、参数处理单元、分布式光纤温度监测单元和在线监控单元；
所述信息获取单元用于实时采集所述变压器原边三相绕组的实时数据和副边三相绕组的实时数据；
所述参数预设单元用于当所述在线监测装置上电启动之后，预先设定所述变压器的铭牌参数：
所述参数处理单元，用于根据所述变压器原边三相绕组的实时数据、副边三相绕组的实时数据以及预先设定的所述变压器的铭牌参数，利用所述变压器的关系模型，计算变压器的各侧电流数据突变量；
分布式光纤温度监测单元，包括至少一组缠绕在所述变压器的绕组上并用光开关选通的待测光纤组、第一分布式反馈半导体激光器和第二分布式反馈半导体激光器，用于测量所述变压器绕组的温度；
所述在线监控单元，用于当所述分布式光纤温度监测单元检测到所述变压器绕组的温度大于预设温度时，根据所述变压器的各侧电流数据突变量判定所述变压器是否存在变形潜伏故障。
2.如权利要求1所述的变压器绕组变形在线监测装置，其特征在于，还包括故障报警单元，用于当所述在线监控单元判定所述变压器存在变形潜伏故障时通过无线传输形式向后台管理系统预警。
3.如权利要求2所述的变压器绕组变形在线监测装置，其特征在于，还包括策略调整单元，用于当所述在线监控单元判定所述变压器存在变形潜伏故障时，启动所述变压器对应的保护元件，跳闸切除故障，同时将所述变压器复归。
4.如权利要求1-3任一所述的变压器绕组变形在线监测装置，其特征在于，所述待测光纤组包括掺铒光纤。
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| CN201621073064.5U CN206132901U (zh) | 2016-09-22 | 2016-09-22 | 一种变压器绕组变形在线监测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108896220A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-11-27 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置及方法 |
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2016
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