一种变压器故障检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种变压器故障检测方法及系统，所述故障检测方法是基于预定的故障数值范围和正常数值范围来判断被测变压器是否故障，包括如下过程：通过变压器第一运行参数判断变压器运行状态是否异常，并控制调节运行状态；通过变压器第二运行参数判断变压器故障是否在铁芯；故障部位和故障类型检测；通过变压器漏抗参数判断变压器的故障是否为绕组故障；通过变压器内部温度、油温油压以及振动信号的分析，判断绕组故障的类型。经过多个参数逐一多级检测，对于未发生故障的变压器起到很好的预防作用，降低故障概率；对于已经发生故障的变压器能及时准确判断故障部位和类型，便于维护人员有针对性的对变压器进行维修，提高电力运行维护管理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器故障检测方法及系统
本专利技术涉及变压器领域，具体而言，涉及变压器故障检测方法及系统。
技术介绍
变压器作为电力系统输配电的组成部分，其安全性与稳定性对国民经济的发展具有重要的意义。在电压等级不断提升的今天，因变压器事故而造成的电力系统瘫痪越发频繁，这不仅不利于经济的快速发展，且严重地影响了居民的正常生活。据统计，从1995年到1999年间，全国110kV及以上电力变压器发生事故台次为284台，事故总容量为21360MVA，如按照变压器故障的位置来划分事故的台次，变压器的故障主要包括铁芯故障和绕组故障。其中铁芯故障多是有变压器器身的振动引起的，引起变压器器身振动的原因主要有变压器本体的振动及冷却装置的振动。变压器通电运行后，绕组中流过电流，在铁芯和绕组中产生电磁场；铁芯硅钢片材料在磁场作用下发生磁致伸缩，即原子的尺寸发生微小形变，引起铁芯振动。变压器绕组故障在所有变压器的故障类型中发生的可能性为最高。而且变压器绕组故障的故障可能性有很多，常见的有绕组短路、绕组变形、绝缘老化故障等。目前，电力系统中使用检测变压器故障的方法较为单一，不能具体判断故障类型、故障的具体位置，也不能有效的判断故障的严重程度，这对现场人员了解变压器内部变形情况产生了较为负面的影响，且不利于下一步检测工作的开展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种变压器故障检测方法，以解决上述问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种变压器故障检测方法，所述故障检测方法是基于预定的故障数值范围和正常数值范围来判断被测变压器是否故障，包括如下过程：步骤S1：通过变压器第一运行参数判断变压器运行状态是否异常，并控制调节运行状态；步骤S2：通过变压器第二运行参数判断变压器故障是否在铁芯；步骤S3：故障部位和故障类型检测；通过变压器漏抗参数判断变压器的故障是否为绕组故障；步骤S4：通过变压器内部温度、油温油压以及振动信号的分析，判断绕组故障的类型。进一步的，所述第一运行参数包括变压器内部温度、输出电流和/或输出电压，所述第二运行参数包括变压器内部温度、变压器振动信号信息。进一步的，所述变压器内部温度通过测温传感系统检测，所述测温传感系统包括安装在变压器本体外壁上的温度处理模块和伸入变压器本体内部的红外测温传感器。进一步的，所述步骤S1包括：步骤S11：启动变压器开始运行；步骤S12：在变压器运行时间达到第一预定时间后，检测装置开始检测变压器内部温度T；步骤S13：判断测温传感系统检测到的变压器内部温度T是否处于第一预设温度范围ΔT1内，若判断结果为是，则变压器继续正常运行；若判断结果为否，则执行步骤S14；步骤S14：此时执行故障预警检测程序，警示工作人员严密监视变压器运行状况，检测变压器的输出电压；步骤S15：判断输出电压是否处于变压器预设的电压范围内，当判断结果为是，则执行S2故障判定程序；若判断结果为否，则说明变压器内部温度超出第一预设温度范围是由于变压器超载引起的，此时执行步骤S15，控制变压器减负运行。步骤S16：调整变压器使其降容运行，降低变压器电流限值Imax。即限定变压器的运行不能超过该电流限值Imax。进一步的，所述步骤S2包括：步骤S21：再次检测变压器内部温度T；步骤S22：判断变压器内部温度T内部温度是否处于第二预设温度范围ΔT2，若判断结果为是，则说明变压器内部中度过热，执行步骤S23；若判断结果为否，则执行步骤S14；步骤S23：根据设定的采样频率和采样时间对变压器的振动信息进行采样，截取整周期的变压器振动信号，并对截取的振动信号进行小波降噪，再进行傅里叶频谱分析，同时求出振动信号的50Hz、150Hz、100Hz、200Hz分量幅值。同时对变压器的油温和油压进行持续检测，并将检测到的信号发送给控制装置；步骤S24：判断50Hz和150Hz的频谱分量幅值之和是否大于第一预设阈值φ1，若是，则判定变压器的故障为铁芯松动故障，若判断结果为否，则为除铁芯之外的其他部位故障，如绕组故障，需要执行步骤S3，进一步检测故障部位和故障类型。进一步的，所述步骤S3包括：步骤S31：获取变压器短路后的漏抗参数；步骤S32：判断获取的变压器短路后的漏抗参数数值是否在故障数值范围内，若是，则判定变压器绕组故障，执行步骤S4，判定具体变压器绕组故障类型；若否，则说明变压器故障为除铁芯和绕组之外的其他部位故障，作出停机检查报警提示，需停机检查。进一步的，所述步骤S3包括：步骤S41：获取变压器的油温和油压变化曲线，判断变压器油温或油压变化曲线是否为持续上升的状态，若是，则判定变压器故障为绕组绝缘老化故障，做出绝缘老化报警提示。若否，则说明变压器绕组故障不是由绝缘老化引起的，需要进一步判定，执行步骤S42。步骤S42：再次检测变压器内部温度T。步骤S43：判断内部温度是否处于第三预设温度范围ΔT3，若判断结果为是，则说明变压器内部重度过热，执行步骤S44；若判断结果为否，则说明变压器故障为除铁芯和绕组之外的其他部位故障，需停机检查。步骤S44：检测变压器振动信息，计算100Hz和200Hz的频谱分量幅值之和。步骤S45：判断50Hz和150Hz的频谱分量幅值之和与100Hz和200Hz的频谱分量幅值之和的比值是否大于第二预设阈值φ2，若是，则判定变压器故障为绕组变形故障，若否，则判定变压器的故障为除铁芯和绕组之外的其他部位发生故障，需停机检查。进一步的，所述第一预设温度范围ΔT1根据变压器无故障、正常运行时绕组和铁芯的温度值设定，所述第一预定时间根据变压器从开机到达到稳定运行状态的时间确定。相对于现有技术，本专利技术所述的变压器故障检测方法具有以下优势：本专利技术所述的变压器故障检测方法经过多个参数逐一多级检测，准确判断出变压器故障及时作出相应的报警提示，对于未发生故障的变压器起到很好的预防作用，降低故障概率；对于已经发生故障的变压器能及时准确的判断故障部位和类型，便于维护人员有针对性的对变压器进行维修更换，减轻维护人员工作量，提高电力运行维护管理效率。本专利技术还提供了变压器故障检测系统，使用上述所述的变压器故障检测方法，所述变压器包括变压器本体和检测系统，变压器本体包括变压器绕组、变压器铁芯以及冷却装置，冷却装置内储存有冷却油，检测系统包括控制装置、分析模块、计时器以及检测装置，计时器对变压器的运行时间进行计时分析，检测装置将检测到的数据参数反馈给分析模块，分析模块对检测到的数据进行分析计算后输送至控制装置，由控制装置控制报警装置做出相应的报警提示。进一步的，所述检测装置包括测温传感系统、振动信息检测装置以及漏抗参数测量系统，所述测温传感系统包括安装在变压器本体外壁上的温度处理模块和伸入变压器本体内部的红外测温传感器，所述振动信息检测装置设置为振动传感器，振动传感器设置于变压器内部高压绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法是基于预定的故障数值范围和正常数值范围来判断被测变压器是否故障，包括如下过程：/n步骤S1：通过变压器第一运行参数判断变压器运行状态是否异常，并控制调节运行状态；/n步骤S2：通过变压器第二运行参数判断变压器故障是否在铁芯；/n步骤S3：故障部位和故障类型检测；通过变压器漏抗参数判断变压器的故障是否为绕组故障；/n步骤S4：通过变压器内部温度、油温油压以及振动信号的分析，判断绕组故障的类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种变压器故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法是基于预定的故障数值范围和正常数值范围来判断被测变压器是否故障，包括如下过程：
步骤S1：通过变压器第一运行参数判断变压器运行状态是否异常，并控制调节运行状态；
步骤S2：通过变压器第二运行参数判断变压器故障是否在铁芯；
步骤S3：故障部位和故障类型检测；通过变压器漏抗参数判断变压器的故障是否为绕组故障；
步骤S4：通过变压器内部温度、油温油压以及振动信号的分析，判断绕组故障的类型。


2.根据权利要求1所述的变压器故障检测方法，其特征在于，所述第一运行参数包括变压器内部温度、输出电流和/或输出电压，所述第二运行参数包括变压器内部温度、变压器振动信号信息。


3.根据权利要求2所述的变压器故障检测方法，其特征在于，所述变压器内部温度通过测温传感系统检测，所述测温传感系统包括安装在变压器本体外壁上的温度处理模块和伸入变压器本体内部的红外测温传感器。


4.根据权利要求1所述的变压器故障检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11：启动变压器开始运行；
步骤S12：在变压器运行时间达到第一预定时间后，检测装置开始检测变压器内部温度T；
步骤S13：判断测温传感系统检测到的变压器内部温度T是否处于第一预设温度范围ΔT1内，若判断结果为是，则变压器继续正常运行；若判断结果为否，则执行步骤S14；
步骤S14：此时执行故障预警检测程序，警示工作人员严密监视变压器运行状况，检测变压器的输出电压；
步骤S15：判断输出电压是否处于变压器预设的电压范围内，当判断结果为是，则执行S2故障判定程序；若判断结果为否，则说明变压器内部温度超出第一预设温度范围是由于变压器超载引起的，此时执行步骤S15，控制变压器减负运行；
步骤S16：调整变压器使其降容运行，降低变压器电流限值Imax；即限定变压器的运行不能超过该电流限值Imax。


5.根据权利要求1或4所述的变压器故障检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21：再次检测变压器内部温度T；
步骤S22：判断变压器内部温度T内部温度是否处于第二预设温度范围ΔT2，若判断结果为是，则说明变压器内部中度过热，执行步骤S23；若判断结果为否，则执行步骤S14；
步骤S23：根据设定的采样频率和采样时间对变压器的振动信息进行采样，截取整周期的变压器振动信号，并对截取的振动信号进行小波降噪，再进行傅里叶频谱分析，同时求出振动信号的50Hz、150Hz、100Hz、200Hz分量幅值；同时对变压器的油温和油压进行持续检测，并将检测到的信号发送给控制装置；
步骤S24：判断50Hz和150Hz的频谱分量幅值之和是否大于第一预设阈值φ1，若是，则判定变压器的故障为铁芯松动故障，若判断结果为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢，严韦萍，完颜磊，李有明，
申请(专利权)人：宁波奥克斯高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33