用于执行变压器诊断的系统和方法技术方案

一种用于对目标变压器执行诊断的方法，包括：将电压发生器的电压输出施加到目标变压器的绕组或相位；控制电压发生器输出第一频率和然后第二频率的交流电压，并测量分别流入目标变压器的与第一频率和第二频率相关联的第一激励电流和第二激励电流。该方法还包括根据第一激励电流和第二激励电流确定目标变压器的实际激励电流，并将目标变压器的实际激励电流和与具有已知电特性的一个或多个基准变压器相关联的激励电流进行比较。并且，当目标变压器的实际激励电流与基准变压器之一的激励电流相匹配时，确定目标变压器的电特性与这一个基准变压器的电特性相匹配。

A System and Method for Implementing Transformer Diagnosis

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于执行变压器诊断的系统和方法
本申请涉及一种诊断系统。特别地，本申请描述了一种用于对变压器执行诊断的系统和方法。相关技术的描述高压变压器用于电力输送，通常用于将输电线路上的电压逐步降低到更适合住宅或商业区的电压。变压器通常包括一个或多个初级绕组和一个或多个次级绕组。在三相电力系统的情况下，初级绕组可以包括三个绕组，每个绕组耦合到电力系统的不同相位。输送到负载的电压在某种程度上取决于负载本身。因此，一些高压变压器包括负载分接开关(load-tap-changer,LTC)和/或断电分接开关(de-energizedtapchanger,DETC)。LTC和DETC是一种便于改变变压器的匝数比的开关机构。LTC/DETC改变位置以控制其输出电压。高压变压器在操作过程中会承受很大的应力。在高峰用电期间，如夏季温热的日子，情况尤其如此。应力可能导致变压器性能降级。例如，绕组之间的绝缘可能会降级；相邻匝或绕组之间可能开始出现短路。可能会出现其他问题。如果这些问题持续足够长时间，变压器可能会发生灾难性故障。这种故障反过来可能会导致电源系统的其他部件发生故障。为了尽量减少这种破坏，变压器通常在安装后进行常规诊断测试，以确定是否存在任何可能导致最终灾难性故障的问题。采用的一种测试是用交流电压给变压器的绕组或相位通电，并测量流入变压器的激励电流的电源频率分量(powerfrequencycomponent)的大小。不利的是，在某些现代电源变压器中，激励电流的电容分量会使测量电流的预期模式失真，使得诊断分析的结论不太确定。
技术实现思路
提供了便于对变压器执行诊断的方法、系统和计算机可读介质。在一个方面，一种用于对目标变压器执行诊断的方法包括：将电压发生器的电压输出施加到目标变压器的绕组或相位；控制电压发生器输出第一频率和然后第二频率的交流电压，并测量分别流入目标变压器的与第一频率和第二频率相关联的第一激励电流和第二激励电流。该方法还包括根据第一激励电流和第二激励电流确定目标变压器的实际激励电流，并将目标变压器的实际激励电流和与具有已知电特性的一个或多个基准变压器相关联的激励电流进行比较。并且，当目标变压器的实际激励电流与基准变压器之一的激励电流相匹配时，确定目标变压器的电特性与这个基准变压器的电特性相匹配。在第二方面，提供了一种用于对目标变压器执行诊断的系统。该系统包括：电压发生器，其产生第一频率和第二频率的交流电压；开关部段，其被配置为选择性地将交流电压施加到目标变压器的多个绕组或相位之一；电流传感器，其被配置为感测流经目标变压器的选定绕组或相位的电流；处理器，其与电压发生器、开关部段和电流传感器通信；以及，非暂时性计算机可读介质，其与处理器通信。非暂时性计算机可读介质存储指令代码，当由处理器执行时使处理器实现以下动作，包括：a)控制开关电路将电压发生器的电压输出施加到目标变压器的绕组或相位；b)控制电压发生器输出第一频率的交流电压；c)经由电流传感器测量流入目标变压器的与第一频率相关联的第一激励电流；d)控制电压发生器输出第二频率的交流电压；e)经由电流传感器测量流入目标变压器的与第二频率相关联的第二激励电流；f)根据第一激励电流和第二激励电流确定目标变压器的实际激励电流；g)将所确定的目标变压器的实际激励电流和与具有已知电特性的一个或多个基准变压器相关联的激励电流进行比较。当目标变压器的实际激励电流与基准变压器之一的激励电流相匹配时，指令代码使处理器确定目标变压器的电特性与这个基准变压器的电特性相匹配。在第三方面，提供了一种存储用于对目标变压器执行诊断的计算机程序的非暂时性机器可读存储介质。该程序可由机器执行，并使机器实现以下动作：a)控制开关电路向目标变压器的绕组或相位施加电压发生器的电压输出；b)控制电压发生器输出第一频率的交流电压；c)经由电流传感器测量流入目标变压器的与第一频率相关联的第一激励电流；d)控制电压发生器输出第二频率的交流电压；e)经由电流传感器测量流入目标变压器的与第二频率相关联的第二激励电流；f)根据第一激励电流和第二激励电流确定目标变压器的实际激励电流；g)将所确定的目标变压器的实际激励电流和与具有已知电特性的一个或多个基准变压器相关联的激励电流进行比较；并且当目标变压器的实际激励电流与基准变压器之一的激励电流相匹配时，确定目标变压器的电特性与这个基准变压器的电特性相匹配。附图说明图1示出了用于对目标变压器执行诊断的示例性系统；图2A和图2B示出了图1的系统的输出可以耦合到的示例性变压器配置；图3示出了可以由系统执行的各种示例性操作；图4A示出了变压器的相位的示例性电路表示；图4B示出了流入图4A的示例性电路的电流的矢量表示；和图5示出了可以实现系统的各种模块的计算机系统。具体实施方式下面描述的实施例通过提供一种能够对目标变压器执行更完整的诊断分析的系统来解决上述问题。通常，该系统被配置成用正弦交流电压来驱动目标变压器的一个或多个绕组或相位，并测量流入目标变压器的绕组/相的激励电流的特性参数。将这些参数和与所谓的基准变压器相关联的参数或目标变压器的先前数据进行比较，以确定目标变压器是否与给定基准变压器的特性相匹配。基准变压器可包括正常运行的变压器和表现出特定类型缺陷的变压器。在操作中，可以将与目标变压器相关联的参数和与代表正常运行的变压器的基准变压器相关联的相应参数或者目标变压器的先前数据进行比较，以确定目标变压器是否处于正常运转状态。另一方面，与目标变压器相关联的参数可以与基准变压器相关联的参数相匹配，该基准变压器例如具有短路绕组或其他缺陷。在这种情况下，可以确定目标变压器具有短路绕组。图1示出了用于对变压器执行诊断的示例性系统100。系统100包括电压发生器部段105、开关部段110、处理器120和存储装置125。电压发生器部段105包括电压源106和电流测量装置107。电压源被配置成产生电压，所产生的电压通常低于在正常使用中施加到目标变压器的电压。例如，测试电压可以是大约12kV。进入目标变压器的生成电流可以是非正弦交流电流。电流测量装置107被配置为测量从电压源106流向目标变压器的绕组的激励电流。电流测量装置107可以包括电流感测部分，例如小电阻。流经电阻的电流导致电阻上的电压降。电流测量装置107可以包括模数转换电路，其对电阻上产生的电压进行采样，并将采样电压的数字表示传送给处理器120。开关部段110被配置为将电压发生器部段105的输出按路线发送到目标变压器的不同绕组。开关部段110可以对应于机械或固态开关。图2A和图2B示出了可以耦合到开关部段110的示例性变压器配置。图2A示出了包括LTC/DETC210的Y型变压器205。开关部段110可以将第一电压发生器输出耦合到变压器205的中心节点H0。开关部段110可以将另一个输出耦合到节点H1、H2和H3之一，以便于测量在绕组H1-H0、H2-H0或H3-H0之一内流动的激励电流。图2B示出了包括LTC/DETC220的不同变压器215，其中可能不提供对变压器中性节点的接入。在这种情况下，开关部段110可以将电压发生器部段105的输出耦合到节点H1、H2和H3之一，以便于测量在绕组/相位H1-H2、H1-H3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对目标变压器执行诊断的方法，所述方法包括：a)通过开关电路将电压发生器的电压输出施加到所述目标变压器的绕组或相位；b)由处理器控制所述电压发生器输出第一频率的交流电压；c)由所述处理器测量流入所述目标变压器的与所述第一频率相关联的第一激励电流；d)由所述处理器控制所述电压发生器输出第二频率的交流电压；e)由所述处理器测量流入所述目标变压器的与所述第二频率相关联的第二激励电流；f)由所述处理器根据第一激励电流和第二激励电流确定所述目标变压器的实际激励电流；g)由所述处理器将所确定的所述目标变压器的实际激励电流和与具有已知电特性的一个或多个基准变压器相关联的激励电流进行比较；并且当所述目标变压器的实际激励电流与基准变压器之一的激励电流相匹配时，确定所述目标变压器的电特性与这一个基准变压器的电特性相匹配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.17 US 15/436,4031.一种用于对目标变压器执行诊断的方法，所述方法包括：a)通过开关电路将电压发生器的电压输出施加到所述目标变压器的绕组或相位；b)由处理器控制所述电压发生器输出第一频率的交流电压；c)由所述处理器测量流入所述目标变压器的与所述第一频率相关联的第一激励电流；d)由所述处理器控制所述电压发生器输出第二频率的交流电压；e)由所述处理器测量流入所述目标变压器的与所述第二频率相关联的第二激励电流；f)由所述处理器根据第一激励电流和第二激励电流确定所述目标变压器的实际激励电流；g)由所述处理器将所确定的所述目标变压器的实际激励电流和与具有已知电特性的一个或多个基准变压器相关联的激励电流进行比较；并且当所述目标变压器的实际激励电流与基准变压器之一的激励电流相匹配时，确定所述目标变压器的电特性与这一个基准变压器的电特性相匹配。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标变压器是具有与不同相位相关联的多个绕组的三相变压器，所述方法还包括对所述目标变压器的每个相位执行步骤(a)-(g)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述目标变压器包括负载分接开关(LTC)或断电抽头分接开关(DETC)，对于所述LTC或DETC的每个位置所述方法还包括对所述LTC或DETC位置中的每个位置执行步骤(a)-(g)。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括选择所述目标变压器上的第一LTC或DETC位置；确定每个相位的电流分量的相应大小；将相应的电流大小和与已知条件的基准变压器的相对应LTC或DETC位置相关联的相对应电流大小进行比较；如果与所述目标变压器相关联的相应大小和与所述基准变压器相关联的相对应大小之间的差值低于阈值，则所述方法还包括选择所述目标变压器上的第二LTC或DETC位置，并重复步骤(a)-(f)；以及否则，确定所述目标变压器条件与所述基准变压器的条件不匹配。5.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述电压发生器产生的交流电压等于或低于12,000伏。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一频率和第二频率对应于所述目标变压器的正常操作频率的大约±5％。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基准变压器包括正常运行的变压器和表现出一种或多种缺陷的变压器。8.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述一个或多个基准变压器相关联的电流分量测量值存储在数据库中。9.一种用于对目标变压器执行诊断的系统，所述系统包括：电压发生器，其产生第一频率和第二频率的交流电压；开关部段，其被配置为选择性地将所述交流电压施加到所述目标变压器的多个绕组或相位之一；电流传感器，其被配置为感测流经所述目标变压器的选定绕组或相位的电流；处理器，其与所述电压发生器、所述开关部段和所述电流传感器通信；以及非暂时性计算机可读介质，其与所述处理器通信，并且存储指令代码，当由所述处理器执行时所述指令代码使得所述处理器实现包括下述的动作：a)控制所述开关电路向所述目标变压器的绕组或相位施加所述电压发生器的电压输出；b)控制所述电压发生器输出第一频率的交流电压；c)经由所述电流传感器测量流入所述目标变压器的与所述第一频率相关联的第一激励电流；d)控制所述电压发生器输出第二频率的交流电压；e)经由所述电流传感器测量流入...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·F·拉克曼，
申请(专利权)人：道波工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US