基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方法
【專利摘要】本發明是一種基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方法，包括變壓器噪聲的聲壓級、聲功率級測量和噪聲頻譜分析方法，本發明根據變壓器噪聲的聲壓級、聲功率級增加值和噪聲頻譜的變化，確定變壓器所受入侵直流偏磁情況，及變壓器的偏磁狀態。本發明的檢測方法簡單、實用、節能、高效，可以結合其它電性能測試方法共同使用，也可以單獨使用，對變壓器的直流偏磁狀態進行檢測和分析，保證變壓器在直流偏磁狀態下安全可靠運行。本發明的檢測方法適用于三相五柱、單相三柱、單相四柱鐵心型式的變壓器，不適用于三相三柱鐵心變壓器。
【專利說明】基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力變壓器【技術領域】，具體涉及基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁 狀態檢測方法。
【背景技術】
[0002] 直流輸電系統的設備故障，常規的預防性檢修，換流站建設初期的單極投運、調 試，常導致直流輸電系統工作在單極大地回線方式或雙極不平衡方式。當直流電流通過接 地極流入中性點接地的交流變壓器中時，會導致直流偏磁，直流磁勢或直流磁通引起變壓 器一系列電磁效應，包括鐵心半周磁飽和，損耗、溫升增大，如果鐵心飽和程度較高，可能引 發漏磁增加引起局部過熱，加劇振動，增加運行噪聲，其產生的諧波還會引起系統電壓波形 畸變及繼電保護誤動等，影響變壓器的安全運行，并且這種情況隨著我國超高壓直流輸電 線路的不斷增加變得越來越嚴重。在實際運行中的500kV變壓器經常出現一些異常振動的 問題，造成異常振動的直接原因就是變壓器的直流偏磁現象。目前，許多超高壓、特高壓項 目對變壓器耐受直流偏磁能力提出了明確的要求，為了保證電網系統及產品安全性，有必 要開展變壓器直流偏磁狀態分析研究。
[0003] 作為電力主干網絡的一部分，500kV變壓器的可靠運行對電網安全運行意義重 大。當變壓器近區直流電流通過接地點注入變壓器，就使變壓器鐵心被直流磁化，磁工作點 發生偏移，如圖1所示。電力系統對有些產品在標書要求變壓器高壓中性點接地回路中存 在4A直流偏磁電流下(有些標書中還提出了更高的要求)，變壓器鐵心不應存在局部過熱現 象，油中氣體分析正常，并且有些標書還提出了持續時間的要求。該項技術性能指標還未被 列入變壓器的型式和常規試驗項目，本發明專利就是根據變壓器直流偏磁下的噪聲聲級和 頻譜變化規律對其直流偏磁狀態進行確定和分析，電力系統可采取切實有效的保護措施， 提高系統安全可靠性。
【發明內容】
[0004] 為了對電力變壓器直流偏磁狀態進行監測，本發明提出了一種基于噪聲方法的電 力變壓器直流偏磁狀態檢測方法。本發明是一種非電量測量方法，對電力變壓器有無直流 偏磁下的噪聲聲壓級、聲功率級、噪聲頻譜進行測量和對比，根據聲級增加情況和噪聲頻譜 的變化情況對變壓器的直流偏磁狀態進行分析，以達到保護變壓器直流偏磁狀態下的安全 穩定運行的目的。
[0005] 本發明的技術方案是：本發明的基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方 法，包括變壓器在直流偏磁下噪聲的變化情況確定其直流偏磁狀態，有以下兩項檢測內容： 1)根據變壓器空載和負載下及有直流偏磁發生時的空載和負載下噪聲聲壓級、聲功率級的 測量，與正常運行狀態下的對比，確定聲級增加值；2)根據變壓器空載和負載下及有直流 偏磁發生時的空載和負載下的噪聲頻譜測量，聲級頻譜與正常運行狀態下的對比及變化情 況，結合聲級增加值確定變壓器直流偏磁狀態；檢測方法包括如下步驟： 1) 根據國家標準GB/T1094. 10-2003聲級測定方法，對電力變壓器進行無直流偏磁正 常運行狀態下，空載和低負載下的聲壓級、聲功率級測定和每個測量點的頻譜測量，并記 錄； 2) 根據無直流偏磁下空載和負載狀態各測點的頻譜測量結果，確定噪聲頻譜測量的敏 感點，記錄各個狀態敏感點的頻譜； 3) 在有可能的直流偏磁狀態下對電力變壓器進行聲級測量，記錄聲壓級、聲功率級，測 量并記錄敏感點的噪聲頻譜圖； 4) 根據聲級增加值和噪聲頻譜優勢頻率變化最終確定變壓器處于直流偏磁狀態。
[0006]上述步驟2)根據無直流偏磁下空載和負載狀態各測點的頻譜測量結果，結合變壓 器鐵心、繞組、油箱的具體結構，確定噪聲頻譜測量的3-5個敏感點，記錄各個狀態敏感點 的頻譜。
[0007]上述檢測方法適用于三相五柱式、單相三柱式、單相五柱式鐵心結構的變壓器。
[0008]本發明的優點是：本發明采用一種非電量、非接觸式的測量方法，對運行變壓器不 需停電，安全可靠、實用高效、節能環保。可以結合其它電性能測試方法共同使用，也可以單 獨使用。本發明專利適用于三相五柱式、單相三柱式、單相五柱式鐵心結構的變壓器，不適 用于三相三柱鐵心式變壓器。
[0009]
【專利附圖】
【附圖說明】： 圖1為變壓器的直流偏磁現象的示意圖； 圖2為圖1的俯視圖； 圖3為單相變壓器俯視圖； 圖4為本發明電力變壓器噪聲敏感點選擇的示意圖。
[0010]
【具體實施方式】： 本發明在空載和低負載下對電力變壓器按照國家標準GB/T1094. 10-2003聲級測定方 法進行聲級測定，并記錄每個測點的噪聲頻譜，根據鐵心、繞組、油箱結構及相對位置選擇 若干個敏感點，在直流偏磁時，對電力變壓器空載及低負載下的聲級及噪聲頻譜進行測定， 并對比無直流偏磁時的聲級和頻譜變化，綜合分析確定變壓器直流偏磁狀態，其特征是聲 壓級和聲功率級的增加量和頻譜中優勢頻率的變化，確定電力變壓器的直流偏磁狀態。
[0011] 本發明的具體檢測步驟是： 1)根據國家標準GB/T1094. 10-2003聲級測定方法，對電力變壓器進行無直流偏磁正 常運行狀態下，空載和低負載下的聲壓級、聲功率級測定和每個測量點的頻譜測量，并詳細 記錄。
[0012] 2)根據無直流偏磁下空載和負載狀態各測點的頻譜測量結果，結合變壓器鐵心、 繞組、油箱的具體結構，確定噪聲頻譜測量3-5個敏感點，記錄各個狀態敏感點的頻譜。敏 感點選擇可參見圖2。
[0013]3)參見表1，在有可能的直流偏磁狀態下按照上述方法，對電力變壓器進行聲級測 量，記錄聲壓級、聲功率級。測量并記錄敏感點的噪聲頻譜圖。
[0014]4)根據聲級增加值和噪聲頻譜優勢頻率變化最終確定變壓器處于直流偏磁狀態。
[0015] 表1噪聲測量記錄
【權利要求】
1. 一種基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方法，其特征在于包括變壓器在 直流偏磁下噪聲的變化情況確定其直流偏磁狀態，有以下兩項檢測內容：1)根據變壓器空 載和負載下及有直流偏磁發生時的空載和負載下噪聲聲壓級、聲功率級的測量，與正常運 行狀態下的對比，確定聲級增加值；2)根據變壓器空載和負載下及有直流偏磁發生時的空 載和負載下的噪聲頻譜測量，聲級頻譜與正常運行狀態下的對比及變化情況，結合聲級增 加值確定變壓器直流偏磁狀態；檢測方法包括如下步驟： 1) 根據國家標準GB/T1094. 10-2003聲級測定方法，對電力變壓器進行無直流偏磁正 常運行狀態下，空載和低負載下的聲壓級、聲功率級測定和每個測量點的頻譜測量，并記 錄； 2) 根據無直流偏磁下空載和負載狀態各測點的頻譜測量結果，確定噪聲頻譜測量的敏 感點，記錄各個狀態敏感點的頻譜； 3) 在有可能的直流偏磁狀態下對電力變壓器進行聲級測量，記錄聲壓級、聲功率級，測 量并記錄敏感點的噪聲頻譜圖； 4) 根據聲級增加值和噪聲頻譜優勢頻率變化最終確定變壓器處于直流偏磁狀態。
2. 根據權利要求1所述的基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方法，其特征 在于上述步驟2)根據無直流偏磁下空載和負載狀態各測點的頻譜測量結果，結合變壓器鐵 心、繞組、油箱的具體結構，確定噪聲頻譜測量的3-5個敏感點，記錄各個狀態敏感點的頻 譜。
3. 根據權利要求1所述的基于噪聲方法的電力變壓器直流偏磁狀態檢測方法，其特征 在于上述檢測方法適用于三相五柱式、單相三柱式、單相五柱式鐵心結構的變壓器。
【文檔編號】G01R31/00GK104330660SQ201410570506
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】黃瑩, 黃成 , 李英, 饒宏, 鄧晶, 項陽, 歐強, 陳洪波 申請人:中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心, 特變電工衡陽變壓器有限公司