基于“CT”技术的变压器故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，包括：获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场；采用数值模拟的方法，通过控制方程与回归方程计算，构建标准温度场；获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。本发明专利技术对变压器内部从横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场进行测试与分析，进而获得变压器内部温度场的正常与异常状态，以起到预判变压器故障的诊断目的，方法简单，诊断效率和准确率较高。

【技术实现步骤摘要】
基于“CT”技术的变压器故障诊断方法
本专利技术涉及一种变压器故障诊断方法，尤其是涉及一种基于“CT”技术的变压器故障诊断方法。
技术介绍
电力变压器是电力系统中最重要的设备之一，变压器的运行状态直接关系到配网系统的稳定性，变压器绕组热点温度是影响绕组绝缘寿命的主要原因，而由于变压器绕组温度及热点温升引起的故障非常普遍，因此监测变压器绕组及其温升对保障变压器正常工作和保障寿命至关重要。目前变压器故障诊断方法比较复杂，诊断效率低，且容易出现误差。计算机层析技术(ComputedTomograph，简称CT技术)，也称为断层扫描技术，是由低维投影数据重建高维目标的一项技术。借用计算机断层扫描的原理，通过探测目标数据立方体的一个投影或者多个投影方向的投影图像，然后由这些投影图像重建目标的空间信息。对于电力变压器，可通过获取变压器内部横向、纵向以及水平向三个方向的截面温度场分布，再采用计算机层析数值模拟的方法，利用CT重建算法与迭代回归计算对其进行标准温度场的重构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，对变压器内部从横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场进行测试与分析，进而获得变压器内部温度场的正常与异常状态，以起到预判变压器故障的诊断目的，方法简单，诊断效率和准确率较高。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，包括：获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场；采用数值模拟的方法，通过控制方程与回归方程计算，构建标准温度场；获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。进一步地，获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场的方法为：在变压器柜体上安装红外透光窗片，采用非接触式红外测温探头，将变压器内部温度场进行“切片”测试。进一步地，所述红外透光窗片表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤依次与工控机及远程通信系统相连接。进一步地，所述标准温度场的构建方法为：将边界条件进行初始化处理；设定变压器温度变化上限值；设计变压器热传导控制方程，求得变压器单位体积的热量；将变压器单位体积的热量进行回归方程计算；根据回归方程计算结果求得模拟数值分析结果。进一步地，所述温度变化上限值的设定方法为：绕组热点的温度上限为100℃，升温限定为80℃；绕组平均温度的上限为90℃，升温限定为70℃；变压器表面的温度上限为相邻材料不超过100℃，升温限定为85℃。进一步地，所述变压器热传导控制方程为：▽*(k▽t)＝s(1)其中，k为导热系数，t为温度，s为变压器单位体积的热量。进一步地，所述回归方程为：其中，方程中，g为特征尺寸，C为绕组导热系数，VG为绕组生热率，i为常数。进一步地，所述模拟数值分析结果w计算公式为：w＝V(q)g[2(x-1),2(y-1)](3)其中，w为模拟数值分析结果，V(q)为温度场常量，g为特征尺寸，x表示模拟数值的实验次数，y表示在进行模拟数值运算时，温度场的升温。本专利技术所达到的有益效果：根据“CT”技术，采用数值模拟方法，对变压器温度场从横向、纵向以及水平向三个方向进行“切片”处理，并采用控制方程与回归计算方法进行温度场的模拟，构建变压器标准温度场，获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。本专利技术方法简单，诊断效率和准确率较高。附图说明图1是本专利技术变压器内部温度场测温示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术变压器内部温度场测温示意图。变压器柜体1上安装红外透光窗片3，红外透光窗片3表面固定有红外测温光纤4，红外测温光纤4依次与工控机2及远程通信系统相连接。本专利技术一种基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，包括：(1)获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场，具体方法为：在变压器柜体上安装红外透光窗片3，采用非接触式红外测温探头，将变压器内部温度场进行“切片”测试。(2)采用数值模拟的方法，通过控制方程与回归方程计算，构建标准温度场；标准温度场的构建方法为：a.将边界条件进行初始化处理。b.设定变压器温度变化上限值；温度变化上限值的设定方法为：绕组热点的温度上限为100℃，升温限定为80℃；绕组平均温度的上限为90℃，升温限定为70℃；变压器表面的温度上限为相邻材料不超过100℃，升温限定为85℃。c.设计变压器热传导控制方程，求得变压器单位体积的热量；所述变压器热传导控制方程为：▽*(k▽t)＝s(1)其中，k为导热系数，t为温度，s为变压器单位体积的热量。d.将变压器单位体积的热量进行回归方程计算；所述回归方程为：其中，方程中，g为特征尺寸，C为绕组导热系数，VG为绕组生热率，i为常数。e.根据回归方程计算结果求得模拟数值分析结果，所述模拟数值分析结果w计算公式为：w＝V(q)g[2(x-1),2(y-1)](3)其中，w为模拟数值分析结果，V(q)为温度场常量，g为特征尺寸，x表示模拟数值的实验次数，y表示在进行模拟数值运算时，温度场的升温。(3)获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。本专利技术根据“CT”技术，采用数值模拟方法，对变压器温度场从横向、纵向以及水平向三个方向进行“切片”处理，并采用控制方程与回归计算方法进行温度场的模拟，构建变压器标准温度场，获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。本专利技术方法简单，诊断效率和准确率较高。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，其特征是，包括：/n获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场；/n采用数值模拟的方法，通过控制方程与回归方程计算，构建标准温度场；/n获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。/n

【技术特征摘要】
1.基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，其特征是，包括：
获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场；
采用数值模拟的方法，通过控制方程与回归方程计算，构建标准温度场；
获取实际运行过程中不同负荷状态下的温度场，将实际温度场与标准温度场进行比对，获得温度异常区域信息，对事故及故障进行预判断。


2.根据权利要求1所述的基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，其特征是，获取正常工作时，变压器横向、纵向以及水平向三个方向的“切片”温度场的方法为：在变压器柜体上安装红外透光窗片，采用非接触式红外测温探头，将变压器内部温度场进行“切片”测试。


3.根据权利要求2所述的基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，其特征是，所述红外透光窗片表面固定有红外测温光纤，所述红外测温光纤依次与工控机及远程通信系统相连接。


4.根据权利要求1所述的基于“CT”技术的变压器故障诊断方法，其特征是，所述标准温度场的构建方法为：
将边界条件进行初始化处理；
设定变压器温度变化上限值；
设计变压器热传导控制方程，求得变压器单位体积的热量；
将变压器单位体积的热量进行回归方程计算；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫庆，王成亮，徐洪，高爱民，于国强，殳建军，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32