用于对电力变压器的绕组夹具的状态分类的方法技术

用于对电力变压器的绕组夹具的状态分类的方法。本发明专利技术涉及用于对沉浸在充满油(14)的变压器箱(12)中的电力变压器的绕组夹具(100)的状态分类的方法，其中，电力变压器包括至少一个变压器线圈(16,18,20)，变压器线圈具有布置在变压器芯(22)上的至少一个夹持的(102‑104)电绕组(106)，方法包括以下步骤：对变压器箱(12)的冲击区域(28,30,32,34)应用机械力脉冲(24)，使得至少绕组(106)以机械的方式受到激励而振动，并且随之在至少一个绕组(106)内引起(40,42,44,52)电压；在振动期间的一段时期里测量至少一个绕组(106)的感应电压(40,42,44,52)；将那些测量数据从时域转换(58)成频域，并且提供包括处于频域(58)的测量数据的相应的数据集；在数据集的处于频域的测量数据内搜索局部最大值(88,90,92)；在局部最大值内不存在独特最大值(74)的情况下，将至少一个绕组(106)的绕组夹具(100)的状态分类为有缺陷；在局部最大值内存在恰好一个独特最大值(74)的情况下，将至少一个绕组(106)的绕组夹具(100)的状态分类为至少可能足够。

Method for classifying the status of winding clamps of power transformers

A method for classifying the status of winding fixtures of power transformers. The present invention relates to a method of state classification for a winding fixture (100) of a power transformer immersed in a transformer box (12) filled with oil (14), wherein the power transformer includes at least one transformer coil (16,18,20), and the transformer coil has at least one holding (102 104) electric winding arranged on the transformer core (22) (10) (10). 6), the method includes the following steps: applying a mechanical pulse (24) to the impact area (28,30,32,34) of the transformer box (12) so that at least the winding (106) is vibrated in a mechanical way, and the (40,42,44,52) voltage is caused in at least one winding (106), and at least one winding is measured during a period of vibration (6). 106) the induction voltage (40,42,44,52); the measurement data is converted from the time domain (58) into the frequency domain, and the corresponding data set including the measured data in the frequency domain (58) is provided; the local maximum value (88,90,92) is searched within the measured data of the data set in the frequency domain; there is no unique maximum value (74) in the local maximum value. Next, the state of the at least one winding (106) winding fixture (100) is classified as defective; in the case of a unique maximum value (74) within the local maximum value, the state of at least one winding (106) winding fixture (100) is classified as at least enough enough.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电力变压器的绕组夹具的状态分类的方法
本专利技术涉及用于对沉浸在充满油的变压器箱中的电力变压器的绕组夹具的状态分类的方法，其中，电力变压器包括至少一个变压器线圈，变压器线圈具有布置在变压器芯上的至少一个夹持的电绕组，方法包括以下步骤：对变压器箱的冲击区域应用机械力脉冲，使得至少绕组以机械的方式受到激励而振动，并且随之在至少一个绕组内引起电压；测量在振动期间的一段时期里至少一个绕组的感应电压；将那些测量数据从时域转换成频域，并且提供包括处于频域的测量数据的相应的数据集；以及在数据集的处于频域的测量数据内搜索局部最大值。
技术介绍
已经知道典型地通过所谓的绕组夹具来固定电力变压器(例如具有300MVA的额定功率，一级侧的额定电压为380kV，并且二级侧的额定电压为110kV)的绕组，以便确保在相邻绕组圈之间有足够的隔离距离。在绕组夹具不足够的情况下，变压器的带电部件不被设置来应对由于电能分配网络中发生的高电流而引起的电应力所导致的机械应力。在短路或者甚至负载电流变化大的情况下，在相邻绕组圈之间会发生强大的机械力。为了防止绕组(相应地，其绕组圈)的任何机械移动，相应地，变型，在绕组的轴向端处被以相应的压力夹持。绕组圈本身经受住大部分的径向方向上的压力。在径向相邻的绕组层之间和/或在沿轴向相邻的绕组圈之间预见性地使用例如由压制板制成的间隔元件，以便确保足够的隔离距离，而且以便固定绕组结构以防发生机械移动。由于在绕组的圈之间发生的力的原因，变压器的绕组夹具随着多年的运行会老化，使得有一天其功能可能不足以确保相应的变压器无故障地运行。在这种情况下，对绕组施加的压力典型地过低，使得绕组圈不再足够地固定。变压器的绕组夹具老化不会遭受可良好地预测的持续的老化过程。此外老化受相应的变压器的各个绕组上的单独的机械应力冲击的影响，并且于是不可良好地计算老化。因而在若干情况下，需要单独分析变压器的绕组夹具的状态，以便证明它是否仍然足够。在绕组夹具的状态不足够的情况下，必须进行改造，以便确保变压器在今后无故障地运行。分析绕组夹具是相当困难的工作，因为电力变压器典型地布置在充满油的变压器箱内，并且于是不容易接近。因而在不从电力变压器的充满油的变压器箱中移除它的情况下，例如基于视觉或人工控制来直接评定绕组夹具是不可行的。已经了解到一些评定方法，其中通过机械力脉冲的冲击或者通过对待评定的绕组应用电流脉冲，来以机械的方式(相应地，以电的方式)对绕组(相应地，绕组夹具)进行激励而使其振动。待评定的绕组布置在电力变压器的变压器芯上。由于变压器芯的剩磁，当绕组振动时会在绕组中引起电压。绕组振动在很大程度上取决于绕组夹具的状态。专利文献RU2117955公开了一种用于分析相应的感应电压的方法，其中，电力变压器的线圈被其油箱上的机械力脉冲激励而振动。测量感应电压且将其转换成频域。假设感应电压的特征在于在频域中在对应于绕组的共振频率的预定频率下具有高峰。基于这个高峰的幅度，提供公式来计算绕组夹具的剩余压力，作为绕组夹具的状态的指标。不利的是在现有技术中，电力变压器典型地不仅仅具有一个共振频率：电力变压器典型地具有经受不同的压力且随之经受不同的共振频率的若干绕组，至少一级绕组和二级绕组。因而根据现有技术的方法在许多情况下会失效。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种用于对电力变压器的绕组夹具的状态分类的改进的方法。问题由用于对前面提到的类型的电力变压器的绕组夹具的状态分类的方法解决。此方法的特征在于以下步骤：•在局部最大值内不存在独特(distinct)最大值的情况下，将至少一个绕组的绕组夹具的状态分类为有缺陷，•在局部最大值内存在恰好一个独特最大值的情况下，将至少一个绕组的绕组夹具的状态分类为至少可能足够。根据本专利技术的思想不采用在频域中在预定频率下的高峰，此外，本专利技术假设具有足够绕组夹具的绕组的感应电压的特征在于在频域中仅仅一个很大的独特最大值，而独特最大值的频率是次相关的。另一方面，本专利技术假设，没有独特最大值，相应地具有若干局部最大值(由此没有一个最大值比其它最大值显著更独特)的感应电压是关于绕组夹具不够的明确指标。这个假设的背景是，绕组或绕组区段的绕组夹具典型地在其整个延伸中不具有同样的缺陷，此外已经发现，在绕组夹具不足够的情况下，存在一些具有缺陷的局部区域，其不同于无缺陷(相应地具有不同程度缺陷)的其它区域。因而在绕组夹具具有相应的不同状态的不足够的绕组内存在不同的区域，其会引起不同的共振频率。根据本专利技术，预见到通过对变压器箱的外表面的冲击区域应用机械力脉冲，最简单的是通过使用锤子等，来使电力变压器的绕组进行机械振动。因而电力变压器的所有绕组将以类似的方式振动，例如振动几秒钟的时间跨度，直到振动已经消除。这使得能够并行地同步分析电力变压器的若干绕组，使得例如还可分析三相电力变压器的三个一级和二级绕组之间的相互关联。在频域中的感应电压典型地特征在于具有一个或多个局部最大值的2kHz和更高的相关频谱。各个最大值不是只在一个频率明显地形成，此外可认为最大值是围绕相应的频率的高斯分布的高峰，其中，高峰在高峰的一半高度处的宽度可能为例如30Hz。认为明显地越过其它局部最大值的局部最大值(如果存在的话)是独特最大值。感应电压典型地在几伏和更低的范围中。可通过使用具有某个取样频率(例如在5kHz和更高的范围内)的自动测量电路来测量那些电压。必须确保正确地对可能具有例如2kHz的最大值频率的相关频谱取样，也就是说，至少以相关最高频率的两倍的取样频率取样。例如可通过使用PSD(功率频谱密度)、FFT(快速傅利叶变换)或DFT(离散傅利叶变换)的方法来完成从时域到频域的转换。因而根据本专利技术，在局部最大值内没有独特最大值的情况上，将至少一个绕组的绕组夹具的状态分类为有缺陷。在这种情况下，可假设存在两个或更多个相关共振频率，其表明在绕组内存在至少两个具有不同状态的绕组夹具的区域。因此，在局部最大值内正好有一个独特最大值的情况下，将至少一个绕组的绕组夹具的状态分类为至少可能足够。在一个频域中存在正好一个独特最大值是绕组夹具的状态也足够的必要条件但不一定是充分条件。根据本专利技术的另一个实施例，频域覆盖至少1.5kHz的最大值频率，优选至少2kHz。已经发现，迄今为止，在频域中的测量电压的最相关的局部最大值位于这个频率范围之内。优选地，用于测量感应电压的信号的过程的取样频率应当为至少10kHz，以确保频域内的数据品质足够高。根据本专利技术的另一个实施例，电力变压器包括若干绕组，其中，针对那些绕组中的至少两个同步提供相应的数据集，以及其中，对那至少两个绕组的绕组夹具的状态分类。这意味着在一个振动时期期间，同步分析两个或更多个绕组内的感应电压。因而在不同的测量电压的频谱之间的交叉关系分析随之得到促进，因为它不依赖于所应用的机械力脉冲的强度。因而在重复测量的情况下，机械力脉冲的强度不必是相同的。根据本专利技术的另一个实施例，电力变压器是3相变压器。这是电力变压器的普遍实施例，因为电能供应网络典型地是3相的。因而对于三相变压器而言，可轻易地对例如三相绕组的感应电压进行同步测量且同步地提供相应的数据集。根据本专利技术的另一个实施例，以及在至少两个可用数据集具有相应的独特最大值的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对电力变压器的绕组夹具(100)的状态分类的方法，所述电力变压器沉浸在充满油(14)的变压器箱(12)中，其中，所述电力变压器包括至少一个变压器线圈(16, 18, 20)，至少一个夹持的(102‑104)电绕组(106)布置在变压器芯(22)上，所述方法包括以下步骤：对所述变压器箱(12)的冲击区域(28, 30, 32, 34)应用机械力脉冲(24)，使得所述至少绕组(106)以机械的方式受到激励而振动，并且在随之在所述至少一个绕组(106)内引起电压(40, 42, 44, 52)，测量在振动期间的一段时期里所述至少一个绕组(106)的感应电压(40, 42, 44, 52)，将那些测量数据从时域转换(58)成频域，并且提供包括处于频域(58)的测量数据的相应的数据集，在所述数据集的处于频域的测量数据内搜索局部最大值(88, 90, 92)，其特征在于以下步骤：在所述局部最大值内不存在独特最大值(74)的情况下，将所述至少一个绕组(106)的所述绕组夹具(100)的状态分类为有缺陷，在所述局部最大值内存在恰好一个独特最大值(74)的情况下，将所述至少一个绕组(106)的所述绕组夹具(100)的状态分类为至少可能足够。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.27 EP 15002217.61.一种用于对电力变压器的绕组夹具(100)的状态分类的方法，所述电力变压器沉浸在充满油(14)的变压器箱(12)中，其中，所述电力变压器包括至少一个变压器线圈(16,18,20)，至少一个夹持的(102-104)电绕组(106)布置在变压器芯(22)上，所述方法包括以下步骤：对所述变压器箱(12)的冲击区域(28,30,32,34)应用机械力脉冲(24)，使得所述至少绕组(106)以机械的方式受到激励而振动，并且在随之在所述至少一个绕组(106)内引起电压(40,42,44,52)，测量在振动期间的一段时期里所述至少一个绕组(106)的感应电压(40,42,44,52)，将那些测量数据从时域转换(58)成频域，并且提供包括处于频域(58)的测量数据的相应的数据集，在所述数据集的处于频域的测量数据内搜索局部最大值(88,90,92)，其特征在于以下步骤：在所述局部最大值内不存在独特最大值(74)的情况下，将所述至少一个绕组(106)的所述绕组夹具(100)的状态分类为有缺陷，在所述局部最大值内存在恰好一个独特最大值(74)的情况下，将所述至少一个绕组(106)的所述绕组夹具(100)的状态分类为至少可能足够。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域(68,94)覆盖至少1.5kHz的最大值频率。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电力变压器包括若干绕组(106)，其中，针对那些绕组(106)中的至少两个同步提供相应的数据集，以及其中，对那至少两个绕组(106)的所述绕组夹具(100)的状态分类。4.根据权利要求3所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：K沙伊尔，S施赖特，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH