变压器绕组故障诊断方法技术

一种诊断变压器绕组故障的方法，所述方法包括以下步骤：　　　　在所述绕组上测量阻抗作为频率的函数，所述的测量结果表示为第一电压增益（ｋ）的形式；　　　　将所述的阻抗测量结果与以第二电压增益（ｋ′）的形式表示的参考检测值相比较，所述的比较包括计算三个第一参数的步骤，所述的三个第一参数中的每一个都是相关系数（ρ１，ρ２，ρ３），所述相关系数是覆盖三个不同的频率范围在所述第一和第二增益（ｋ，ｋ′）之间的相关系数；　　　　所述方法，其特征在于，其中包括确定至少一个第四参数的相对变量（ＣＲ↓［ｋ］，ＣＲ↓［ｆ］，ＣＲ↓［ｎ］）的步骤，所述的第四参数是所述变压器的物理量特性，通过比较所述第一和第二增益（ｋ，ｋ′）得出所述相对变量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用频率响应分析(FRA)对变压器绕组进行故障诊断的方法。本专利技术特别适合于电力变压器。
技术介绍
电力变压器(例如具有几百千伏(KV)的初级电压并传输几兆伏安(MVA)到几百兆伏安范围的功率的变压器)在互连电力传输网络或者“电力网(grids)”的系统中是非常昂贵的设备。由于配电网络被中断导致的变压器损坏或者故障能带来严重的经济后果，因此，非常有必要尽可能长时间的保持这样的变压器的运行。另外，故障，比如短路，还能够有引发爆炸或者火灾的危险。因此能够确定与变压器绕组相关的故障的存在是具有重要意义的。该问题的一个已知的解决方案是利用FRA。所述技术是在一个宽频范围上测量变压器绕组的阻抗，并将测量结果与一组参考测量值进行比较。为了测量阻抗作为频率的函数，利用正弦波信号进行频率扫描是合理的。因而，图1是电路1的原理图，电路1用于在对应于要被测量的变压器绕组阻抗的阻抗上进行频率分析。电路1包括网路分析器2；三个等值测试阻抗Z1；以及一个对应于变压器绕组被测阻抗的阻抗ZT。网络分析器2产生测量信号S。测量信号S是频率扫描正弦波信号。作为例子，阻抗Z1是测量电缆的阻抗，并且它们的值通常等于50欧姆(Ω)。R是ZT的第一端与接地点之间的被测信号。T是ZT的第二端与接地点之间的被测信号。然后网络分析器2确定电压增益k作为频率函数，用下列运算关系定义k=201og10(TR)]]> 增益k中蕴含着用于分析阻抗ZT的所需信息，等于k=201og10(Z1Z1+ST)]]>当阻抗Z1等于50欧姆的时候，上式得出k=201og10(5050+ZT)]]>要在一个很宽的频率范围上测量阻抗，所述范围能从几赫兹(Hz)到大约10兆赫(MHz)。必须在参考绕组上进行相同的测量。参考绕组或者是在假定没有故障的另一相，或者就是在之前没有发生故障时进行测量的同一绕组，或者是相同的变压器的绕组。上述测量同样产生增益k′作为频率的函数并且对应于参考绕组。那么第一解决方案是用肉眼检查差别，所述差别是在代表作为频率函数的k和k′的曲线之间所存在的差别。所述解决方案仍然存在着一定的问题。由专家用肉眼进行的检查有很高的主观因素并且缺乏透明度。第二解决方案是计算适合于显示出两种曲线之间的差别的统计指标。比如，可以用在不同的频率范围上计算出的相关系数来组成这些统计指标。不过，这些统计指标的应用也会产生一些问题。因此，不能够识别某些故障；适用于比如被接地的变压器的磁路或者引发绕组升温的环流。类似地，统计指标的这些应用能够导致混淆某些故障；例如将变压器外壳的不良接地与绕组的损坏相混淆。
技术实现思路
本专利技术试图提供一种诊断变压器绕组故障的方法，一方面既提高可被检测的故障数量，一方面又可将不同的故障进行区分。为达到上述目的，本专利技术提供了一种诊断变压器绕组故障的方法，所述方法包括以下步骤在所述的绕组上测量阻抗作为频率的函数，所述的测量结果表示为第一电压增益的形式；将所述的阻抗测量结果与以第二电压增益的形式表示的参考测量值相比较，所述的比较包括计算三个第一参数的步骤，所述的三个第一参数中的每一个都是相关系数，所述相关系数是覆盖三个不同的频率范围在所述第一和第二增益之间的相关系数；所述方法，其特征在于，其包括确定至少一个第四参数的相对变量的步骤，所述的第四参数表示所述变压器的物理量特性，通过比较所述第一和第二增益得出所述相对变量。采用本专利技术，将三个相关系数与至少一个第四参数的相对变量相结合，从而可以识别那些只通过相关系数的值不能检测到的某些故障。依靠所述第四参数的相对变量值，也可能排除那些在不同的可能故障之间进行确定时产生的疑惑。有利地，所述的第四参数选自于最小增益，基本谐振频率，以及存在于预定的频率之上的谐振频率的数量。有利地，所述的最小增益是为低于10千赫(KHz)的频率确定的。最小增益定义为参照图1所描绘的作为测量频率函数的电压增益k所取得的最小值；所确定的最小增益是小于10千赫的频率的最小增益。在较高的频率处所述增益也可能取得最小值，但是这个最小值与识别故障具有较小的相关性。有利地，所述的三个不同频率范围分别是1千赫到10千赫，10千赫到100千赫，以及100千赫到1兆赫。已证实了在低于1千赫的时候所计算得出的相关系数具有较小的相关性，并且在超过1兆赫的时候计算得出的相关系数则会给出不可靠的信息。在优选的实施例之中，所述方法包括确定至少一个第五参数以及一个第六参数的相对变量的步骤，所述的第五和第六参数是所述变压器的特性，通过比较所述的第一和第二增益来获得所述的相对变量。在这个执行过程中，所述第四参数是最小增益，所述第五参数是基本谐振频率，以及所述的第六参数是存在于预定的频率之上的谐振频率的数量。在更优选的方式中，所述的方法包括确定多个诊断编码的步骤，每一个所述的编码表明每一个所述的参数是否属于预定的值域。在这个实施例中，所述的方法包括确定故障存在的步骤，以及识别所述故障作为所述的多个诊断编码的函数的步骤。有利地，通过将所述的多个编码与存储在检索表中的编码进行比较，来进行所述的确定故障存在并识别所述故障的步骤。附图说明本专利技术其它的特性和有益效果将在下面对本专利技术实施例进行的描述中体现出来，对本专利技术实施例的说明完全是通过非限定的说明给出的。在下面的附图中图1是用于进行阻抗频率响应特性分析的电路图；图2是三相变压器的示意图；图3表示各自的增益作为三相变压器其中两相的两个高压绕组的频率函数。具体实施例方式在前面已经关于现有技术的状况对图1进行了说明。接下来要说明的FRA测量都采用如图1所示种类的分析电路来采集。图2是三相变压器3的示意图。三相变压器3包括一个磁路4；一个外壳5；三个低压绕组6；以及三个高压绕组7。每一对高低压绕组对应于变压器的一相，并且与磁路4的各个磁芯9相联系。后面在提到变压器的三相时分别称作A、B和C。通过连接部分8将磁路4和外壳5连接在一起，并且两者都被接地。可以分别对高压和低压进行三个阻抗的检测。因此，如果怀疑故障发生在变压器的其中一个高压绕组上，就要测量所述绕组的增益作为频率函数，并要在另一个高频绕组上面进行同样的测量，这之后比较所述两绕组各自的增益。可以看出也可以利用第三高压绕组进行第三次测量。还可以将被怀疑为发生故障的绕组上采集的测量值和在所述同一绕组上之前所采集的测量值进行比较。也可以将被怀疑的绕组上采集的测量值与另一相同结构的变压器中的等效绕组上采集的测量值进行比较。作为实施例，图3表示如图2所示种类的三相变压器中分别为C相和A相的两个高压绕组各自的增益k和k′。对于在10赫兹到1兆赫之间变化的频率示出增益k和k′。怀疑故障存在于相应于增益k的C相高频绕组上。为了确定故障的存在，假如有的话，以及为了诊断该故障，本专利技术所述的方法包括计算六个参数。最初的三个参数是在下面三个频率范围上计算出来的在k和k′之间的相关系数ρ1、ρ2以及ρ1千赫到10千赫，10千赫到100千赫，以及100千赫到1兆赫。对于两个n维的数组X(x1，x2，...，xn)和Y(y1，y2，...，yn)，相关系数ρ由以下等式进行定义ρ=Σi=1nxiyi/Σi=1nxi2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·赖德，
申请(专利权)人：阿雷瓦TD股份有限公司，
类型：发明
国别省市：