一種變壓器局放信號傳播特性試驗方法及故障診斷方法
【專利摘要】本發明公開了一種變壓器局放信號傳播特性試驗方法及故障診斷方法，該方法包括首先在變壓器的套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯接地線上分別串接了電流采集裝置，然后分別將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與所述繞組接觸來模擬繞組的主絕緣放電，然后改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，并依據注入位置以及對應采集到的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性，然后再分別將局部放電校準脈沖發生器的正負極接在繞組的相鄰匝以及相鄰層之間，再分別依據注入位置以及對應采集到的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性。可見，本發明對實際運行中變壓器局部放電脈沖電流信號的在線監測具有重要指導意義。
【專利說明】
一種變壓器局放信號傳播特性試驗方法及故障診斷方法
技術領域
[0001]本發明涉及變壓器局部放電脈沖電流信號的傳播特性研究技術領域，特別是涉及一種變壓器局放信號傳播特性試驗方法及故障診斷方法。
【背景技術】
[0002]電場的作用下，導體之間部分絕緣區域被擊穿的電氣放電現象稱為局部放電。局部放電是導致變壓器絕緣過早失效的主要因素，也是變壓器絕緣老化及劣化的標志，因此對變壓器局部放電在線監測的試驗研究具有重要的學術意義與應用價值。
[0003]局部放電過程中會產生一些電現象如電脈沖等，其對應的監測方法有脈沖電流法等。脈沖電流法是將電流傳感器套接在變壓器的鐵心接地線、套管末屏接地線、中性點接地線或外殼接地線上，以檢測局部放電產生的脈沖電流，從而得到局部放電的基本信息。對變壓器內部局部放電進行檢測時，放電點在繞組中的出現具有很強的隨機性，且所測到的放電信號從放電源經過變壓器絕緣介質、繞組到達外部的測量裝置，必然受到繞組結構傳播特性的多種影響，具體表現為造成信號幅值的衰減、波形的畸變、時延等現象，這些影響跟脈沖傳播的距離和路徑存在較強的關系，這就使得僅僅根據檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位的誤差大，精度低。
[0004]因此，如何提供一種解決上述技術問題的變壓器局放信號傳播特性試驗方法及故障診斷方法是本領域技術人員目前需要解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗方法，對實際運行中變壓器局部放電脈沖電流信號的在線監測具有重要指導意義，可以提高后續依據檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位的準確性;本發明的另一目的是提供一種變壓器故障診斷方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供了一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗方法，基于真型變壓器，包括:
[0007]步驟SlOl:將所述變壓器吊罩，確定所述變壓器的繞組的中性點的接地方式，并在所述變壓器的套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯接地線上分別串接電流采集裝置；
[0008]步驟S102:將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與所述繞組接觸，改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，接收所述電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據所述注入位置以及對應的所述脈沖電流信號得到所述脈沖信號的標準傳播特性；
[0009]步驟S103:將所述局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與所述繞組的相鄰匝接觸，改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，接收所述電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據所述注入位置以及對應的所述脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性；
[0010]步驟S104:將所述局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與所述繞組的相鄰層接觸，改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，接收所述電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據所述注入位置以及對應的所述脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性。
[0011]優選地，所述繞組包括高壓繞組和中壓繞組，中性點的接地方式包括中性點直接接地、中性點串接小電抗接地、中性點串接小電阻和接地中性點不接地，將所述繞組和所述中性點的接地方式兩兩組合后重復步驟S102-步驟S104。
[0012]優選地，所述電流采集裝置為高頻電流互感器。
[0013]優選地，所述電流采集裝置為無感電阻。
[0014]為解決上述技術問題，本發明還提供了一種變壓器的故障診斷方法，采用如上述所述得到的脈沖信號的標準傳播特性，該方法包括:
[0015]連續采集預設時間內的所述變壓器的放電信號；
[0016]確定變化規律與所述放電信號的變化規律相同的所述標準傳播特性；
[0017]依據采集所述放電信號的位置、所述放電信號以及所述標準傳播特性得到所述變壓器的故障類型、故障嚴重程度以及故障位置。
[0018]本發明提供了一種變壓器局放信號傳播特性試驗方法及故障診斷方法，該方法包括首先在變壓器的套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯接地線上分別串接了電流采集裝置，然后分別將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與所述繞組接觸來模擬繞組的主絕緣放電，然后改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，并依據注入位置以及對應采集到的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性，然后再分別將局部放電校準脈沖發生器的正負極接在繞組的相鄰匝以及相鄰層之間，再分別依據注入位置以及對應采集到的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性。可見，本發明基于真型變壓器，與真實放電環境更加接近，更真實反映脈沖電流信號在繞組中的傳播特性；另外，本發明充分考慮了主絕緣、匝間絕緣以及層絕緣局部放電的情況，并得到各個情況下脈沖信號的標準傳播特性，對實際運行中變壓器局部放電脈沖電流信號的在線監測具有重要指導意義，可以提高后續依據檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位的準確性。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明提供的一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗方法的過程的流程圖；
[0021]圖2為本發明提供的一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗系統的原理圖；
[0022]圖3為本發明提供的另一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗系統的原理圖。
【具體實施方式】
[0023]本發明的核心是提供一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗方法，對實際運行中變壓器局部放電脈沖電流信號的在線監測具有重要指導意義，可以提高后續依據檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位的準確性;本發明的另一核心是提供一種變壓器故障診斷方法。
[0024]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]請參照圖1，圖1為本發明提供的一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗方法的過程的流程圖。
[0026]該方法基于真型變壓器，包括:
[0027 ]步驟S11:將變壓器吊罩，確定變壓器的繞組的中性點的接地方式，并在變壓器的套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯接地線上分別串接電流采集裝置；
[0028]作為優選地，繞組包括高壓繞組和中壓繞組，中性點的接地方式包括中性點直接接地、中性點串接小電抗接地、中性點串接小電阻和接地中性點不接地，將繞組和中性點的接地方式兩兩組合后重復步驟S102-步驟S104。
[0029]具體地，變壓器吊罩后，將每一相高中低壓繞組的出線端懸空，將試驗相繞組的中性點接地，試驗相繞組的出線端與對應的電容式套管的導電桿相連，套管末屏接地(若不是電容式套管，則將試驗相繞組的出線端通過耦合電容接地)。
[0030]可以理解的是，因為變壓器的高壓繞組和中壓繞組一般采用Y形接法，而低壓繞組一般采用Λ接法，因此，只有高中壓繞組存在中性點，因此，本申請中的試驗相繞組包括高壓繞組也可以為中壓繞組。
[0031 ]另外，因為中性點的接地方式包括中性點直接接地、中性點串接小電抗接地、中性點串接小電阻和接地中性點不接地，因此，為了更真實全面地研究局部放電脈沖電流信號在變壓器繞組中的傳播規律及影響因素，可以將繞組和中性點的接地方式進行兩兩組合，具體地，在繞組為高壓繞組時，分別將中性點的接地方式改為中性點直接接地、中性點串接小電抗接地、中性點串接小電阻以及接地中性點不接地，并分別重復步驟S102-步驟S104。再將繞組改為中壓繞組，再分別將中性點的接地方式改為中性點直接接地、中性點串接小電抗接地、中性點串接小電阻以及接地中性點不接地，并分別重復步驟S102-步驟S104，以此來研究中性點不同接地方式對脈沖電流信號傳播特性的影響。
[0032]作為優選地，電流采集裝置為高頻電流互感器。
[0033]作為優選地，電流采集裝置為無感電阻。
[0034]當然，這里的電流采集裝置還可以為其他類型的電流采集裝置，本發明在此不做特別的限定。
[0035]步驟S102:將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與繞組接觸，改變脈沖信號在繞組上的注入位置，接收電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據注入位置以及對應的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性；
[0036]具體地，請參照圖2，圖2為本發明提供的一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗系統的原理圖，其中圖2中的Cd為變壓器套管。
[0037]可以理解的是，本申請將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與繞組接觸來模擬繞組的主絕緣放電。
[0038]具體地，局部放電校準脈沖發生器有正負兩極，用針尖將繞組上的絕緣紙刺穿，將脈沖發生器負極與變壓器接地端共地，正極與繞組金屬部分可靠接觸，模擬此處產生的主絕緣放電，局部放電校準脈沖發生器產生的脈沖頻率可達20MHz左右，它的優點在于能夠產生固定放電量的脈沖，且脈沖波形一致。
[0039]另外，電流采集裝置用來采集局部放電信號，后續可以用示波器采集高頻電流互感器或無感電阻信號，分析信號的幅值、頻譜(脈沖信號的頻率成分)的衰減變化情況，研究不同位置主絕緣局部放電對脈沖電流信號傳播的影響。
[0040]步驟S103:將局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與繞組的相鄰匝接觸，改變脈沖信號在繞組上的注入位置，接收電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據注入位置以及對應的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性；
[0041]具體地，請參照圖3，圖3為本發明提供的另一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗系統的原理圖，其中，圖3中的Cd為變壓器套管。
[0042]可以理解的是，本申請將局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與繞組的相鄰匝接觸來模擬繞組匝間的局部放電。
[0043]步驟S104:將局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與繞組的相鄰層接觸，改變脈沖信號在繞組上的注入位置，接收電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據注入位置以及對應的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性。
[0044]具體地，本申請將局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與繞組的相鄰層接觸來模擬繞組層間的局部放電。
[0045]綜上，本申請基于真型變壓器試驗平臺，與真實放電環境更加接近，更真實地反映了脈沖電流信號在繞組中的傳播特性。
[0046]由于試驗方法的多樣性，試驗方法中包含了主絕緣、匝間絕緣和層絕緣局部放電的情況，并考慮了中性點不同的接地方式對脈沖電流信號傳播的影響。
[0047]本發明提供了一種變壓器局放信號傳播特性試驗方法，該方法包括首先在變壓器的套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯接地線上分別串接了電流采集裝置，然后分別將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與繞組接觸來模擬繞組的主絕緣放電，然后改變脈沖信號在繞組上的注入位置，并依據注入位置以及對應采集到的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性，然后再分別將局部放電校準脈沖發生器的正負極接在繞組的相鄰匝以及相鄰層之間，再分別依據注入位置以及對應采集到的脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性。可見，本發明基于真型變壓器，與真實放電環境更加接近，更真實反映脈沖電流信號在繞組中的傳播特性;另外，本發明充分考慮了主絕緣、匝間絕緣以及層絕緣局部放電的情況，并得到各個情況下脈沖信號的標準傳播特性，對實際運行中變壓器局部放電脈沖電流信號的在線監測具有重要指導意義，可以提高后續依據檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位的準確性。
[0048]為解決上述技術問題，本發明還提供了一種變壓器的故障診斷方法，采用如上述實施例得到的脈沖信號的標準傳播特性，該方法包括:
[0049]步驟S201:連續采集預設時間內的變壓器的放電信號；
[0050]步驟S202:確定變化規律與放電信號的變化規律相同的標準傳播特性；
[0051]步驟S203:依據采集放電信號的位置、放電信號以及標準傳播特性得到變壓器的故障類型、故障嚴重程度以及故障位置。
[0052]對于本實施例中提到的脈沖信號的標準傳播特性的具體獲取過程請參照上一實施例，本發明在此不再贅述。
[0053]在實際應用中，在采集到變壓器的局部放電信號后，對放電信號進行分析，得到局部放電信號的變化規律，然后可通過比較得到與采集到的放電信號的變化規律相同的預先已經得到的標準傳播特性，然后依據采集放電信號的位置、放電信號以及標準傳播特性得到變壓器的故障類型、故障嚴重程度以及故障位置。
[0054]本發明提供了一種變壓器的故障診斷方法，該方法利用上述實施例得到的脈沖信號的標準傳播特性，在得到采集到的放電信號的變化規律后，確定與該變化規律相同的預先已經得到的標準傳播特性，然后依據采集放電信號的位置、放電信號以及標準傳播特性得到變壓器的故障類型、故障嚴重程度以及故障位置。本申請不僅僅依據放電信號，還依據預先已經建立好的脈沖信號的標準傳播特性，提高后續依據檢測到的放電信號估算放電強度，進而判斷故障類型、分析故障嚴重程度以及對故障進行定位的準確性。
[0055]需要說明的是，在本說明書中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0056]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種變壓器的局部放電脈沖電流信號傳播特性的試驗方法，基于真型變壓器，其特征在于，包括: 步驟SlOl:將所述變壓器吊罩，確定所述變壓器的繞組的中性點的接地方式，并在所述變壓器的套管末屏接地線、中性點接地線以及鐵芯接地線上分別串接電流采集裝置； 步驟S102:將局部放電校準脈沖發生器的負極接地、正極與所述繞組接觸，改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，接收所述電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據所述注入位置以及對應的所述脈沖電流信號得到所述脈沖信號的標準傳播特性； 步驟S103:將所述局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與所述繞組的相鄰匝接觸，改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，接收所述電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據所述注入位置以及對應的所述脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性； 步驟S104:將所述局部放電校準脈沖發生器的正負兩極分別與所述繞組的相鄰層接觸，改變脈沖信號在所述繞組上的注入位置，接收所述電流采集裝置采集的脈沖電流信號并依據所述注入位置以及對應的所述脈沖電流信號得到脈沖信號的標準傳播特性。2.如權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述繞組包括高壓繞組和中壓繞組，中性點的接地方式包括中性點直接接地、中性點串接小電抗接地、中性點串接小電阻和接地中性點不接地，將所述繞組和所述中性點的接地方式兩兩組合后重復步驟S102-步驟S104。3.如權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述電流采集裝置為高頻電流互感器。4.如權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述電流采集裝置為無感電阻。5.—種變壓器的故障診斷方法，其特征在于，采用如權利要求1-4任一項得到的脈沖信號的標準傳播特性，該方法包括: 連續采集預設時間內的所述變壓器的放電信號； 確定變化規律與所述放電信號的變化規律相同的所述標準傳播特性； 依據采集所述放電信號的位置、所述放電信號以及所述標準傳播特性得到所述變壓器的故障類型、故障嚴重程度以及故障位置。
【文檔編號】G01R31/12GK106093737SQ201610697713
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610697713.7, CN 106093737 A, CN 106093737A, CN 201610697713, CN-A-106093737, CN106093737 A, CN106093737A, CN201610697713, CN201610697713.7
【發明人】孫文星, 杜勁超, 楊賢, 周丹, 王紅斌, 姚森敬, 張宏釗, 陳冰心, 楊峰, 謝波, 崔魯
【申請人】廣東電網有限責任公司電力科學研究院, 重慶大學