换流变压器多状态参量在线监测系统及监测方法技术方案

公开了换流变压器多状态参量在线监测系统及监测方法，系统中，超声波局部放电传感器安装在绕组同一水平面处，超声波局部放电传感器采集换流变压器局部放电产生的超声波信号并用输出至前置放大器；振动传感器安装在排油阀上方，振动传感器采集换流变压器局部放电产生的加速度信号和振幅信号；铁芯接地电流传感器采集换流变压器发生接地故障时所产生的电流信号，接地装置穿过铁芯接地电流传感器并接地；监测单元基于超声波信号、加速度信号、振幅信号以及电流信号生成监测数据。信号以及电流信号生成监测数据。信号以及电流信号生成监测数据。

【技术实现步骤摘要】
换流变压器多状态参量在线监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及换流变压器设备状态监测
，特别是一种换流变压器多状态参量在线监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]随着社会、国民经济的持续稳定发展，电力需求迅速增长，电力行业发展迅速，输电电压等级逐步提高，电网的规模也不断扩大，采用升压变压器将电压升级进行远距离传输大功率电能，以减少线路损耗，因此，变压器的正常稳定运行对于保持整个系统的稳定和安全有着极其重要的作用。
[0003]随着电力系统的快速发展，高压直流输电因其具有更高的输电能力和输电效率，能够实现安全可靠、经济适用的大容量、远距离送电等独特优势而得到越来越多的运用，而换流变压器作为其核心设备也越来越多的投入使用。换流变压器对于直流输电系统的安全、可靠、稳定运行起到至关重要的作用，一旦换流变发生故障，将直接迫使直流输电系统停止运行，并对交流电网产生极大的冲击。与普通电力变压器相比，换流变压器的工作条件更为恶劣，对绝缘性能的要求更高。
[0004]为了使换流变压器能够保持安全稳定的运行，需要对其实时运作状态进行监测，确保不存在安全风险因素，才能保证换流变压器能够持续稳定的运行，而发现具体的风险因素后需要及时对其派出，以确保电力生产的安全系数。换流变在运行时，可能存在多种故障，总的来说可以大致分为过热性故障、放电性故障和机械性故障，机械性故障也可能伴随着过热或放电的表现形式。因此，设计一种换流变压器多状态参量在线监测系统具有重要的工程意义。现阶段换流变压器在线监测朝着智能化方向发展，开发更先进和智能化的在线监测系统能显著提高变压器在线监测的可靠性和准确性，具有很好的研究前景和重要的应用价值。
[0005]
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种换流变压器多状态参量在线监测系统及监测方法，成本低、精度高、易操作。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0007]一种换流变压器多状态参量在线监测系统包括，
[0008]换流变压器，其包括原边套管、副边套管、绕组、排油阀和接地装置；
[0009]超声波局部放电传感器，其安装在所述绕组同一水平面处，所述超声波局部放电传感器采集换流变压器局部放电产生的超声波信号并用输出至前置放大器；
[0010]前置放大器，其连接所述超声波局部放电传感器，所述前置放大器检波放大所述超声波信号；
[0011]振动传感器，其安装在所述排油阀上方，所述振动传感器采集所述换流变压器局部放电产生的加速度信号和振幅信号；
[0012]铁芯接地电流传感器，其采集所述换流变压器发生接地故障时所产生的电流信号，所述接地装置穿过铁芯接地电流传感器并接地；
[0013]监测单元，其分别连接所述前置放大器、振动传感器以及铁芯接地电流传感器以接收所述超声波局部放电信号、加速度信号、振幅信号，并基于所述超声波信号、加速度信号、振幅信号以及所述电流信号生成监测数据。
[0014]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，还包括服务器，其有线或无线连接所述监测单元，所述服务器基于所述监测数据故障诊断。
[0015]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，所述服务器为云服务器，所述云处理服务器包括处理器、存储器和SCADA系统。
[0016]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，所述超声波局部放电传感器磁吸于所述换流变压器外壁且与所述绕组同一水平面，所述超声波局部放电传感器采集超声波信号并输出模拟信号。
[0017]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，所述前置放大器检波放大所述模拟信号并输出单次局部放电特征信息。
[0018]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，振动传感器磁吸于所述换流变压器外壁且位于所述排油阀上方。
[0019]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，所述铁芯接地电流传感器耦合所述接地装置的电流信号，并转化为4-20mA的电流信号。
[0020]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，所述监测单元包括电压电流信号处理器、加速度信号处理器、位移信号处理器和A/D转换器。
[0021]所述的换流变压器多状态参量在线监测系统中，所述监测单元包括排列的超声波局部放电监测单元、铁芯接地电流监测单元以及变压器振动监测单元。
[0022]根据本专利技术另一方面，一种所述的换流变压器多状态参量在线监测系统的监测方法包括以下步骤，
[0023]超声波局部放电传感器采集局部放电故障引起的超声波信号并发送监测单元，
[0024]振动传感器采集变压器故障引起的振动信号并发送监测单元，
[0025]铁芯电流传感器采集铁芯接地所引起的故障电流的电流信号，
[0026]监测单元接收所述超声波信号以提取超声波特征、接收所述振动信号以提取振动特征、接收所述电流信号以提取电流特征，以及生成局部放电相位分布谱图，监测单元基于模式识别算法生成监测数据，
[0027]服务器与所述监测单元数据交换，形成历史数据库，并通过BP网络监测和预警换流变压器故障。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]1)本专利技术提供了一种换流变压器多状态参量在线监测系统，为换流变压器过热性故障、放电性故障和机械性故障三种故障类型提供了在线状态监测系统，提供了对这些故障的特征量进行提取分析处理平台；
[0030]2)本专利技术采用超声波局部放电传感器、铁芯接地电流传感器以及变压器振动传感
器，对换流变压器发生故障时的特征进行提取收集，传感器易于实施安装，并且所采用传感器收集到的数据信息具有更高的准确性和可靠性；使用智能终端对所提取的特征量进行分析，能够很好的对这些特征量处理分析，提高对故障信息特征的认知能力；并且可以实时在线对换流变压器进行状态监测，可以及时发现故障并采取一定的措施。
[0031]3)该换流变压器多状态参量在线监测系统具有成本低、操作简便、准确度高、稳定性优良等优点，适合对各种换流变压器进行多状态参量在线监测和分析。
[0032]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
[0033]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流变压器多状态参量在线监测系统，其包括，换流变压器，其包括原边套管、副边套管、绕组、排油阀和接地装置；超声波局部放电传感器，其安装在所述绕组同一水平面处，所述超声波局部放电传感器采集换流变压器局部放电产生的超声波信号并用输出至前置放大器；前置放大器，其连接所述超声波局部放电传感器，所述前置放大器检波放大所述超声波信号；振动传感器，其安装在所述排油阀上方，所述振动传感器采集所述换流变压器局部放电产生的加速度信号和振幅信号；铁芯接地电流传感器，其采集所述换流变压器发生接地故障时所产生的电流信号，所述接地装置穿过铁芯接地电流传感器并接地；监测单元，其分别连接所述前置放大器、振动传感器以及铁芯接地电流传感器以接收所述超声波局部放电信号、加速度信号、振幅信号，并基于所述超声波信号、加速度信号、振幅信号以及所述电流信号生成监测数据。2.如权利要求1所述的换流变压器多状态参量在线监测系统，其中，优选的，还包括服务器，其有线或无线连接所述监测单元，所述服务器基于所述监测数据故障诊断。3.如权利要求1所述的换流变压器多状态参量在线监测系统，其中，所述服务器为云服务器，所述云处理服务器包括处理器、存储器和SCADA系统。4.如权利要求1所述的换流变压器多状态参量在线监测系统，其中，所述超声波局部放电传感器磁吸于所述换流变压器外壁且与所述绕组同一水平面，所述超声波局部放电传感器采集超声波信号并输出模拟信号。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建涛，张民，梁宁川，程涣超，张书琦，汪可，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：