一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统和方法，该系统包括压力测量模块、漏磁测量模块和结果分析模块，压力测量模块和漏磁测量模块均分别与结果分析模块连接，压力测量模块用于对变压器各个部位的压力进行测量并将信号传输至结果分析模块，进而初步判断变压器是否发生匝间短路；漏磁测量模块用于对变压器内部的漏磁进行测量，当发生匝间短路后，漏磁测量模块进行漏磁检测，将检测到的漏磁信号传输至结果分析模块，进而获得漏磁测量结果；结果分析模块用于接收并处理压力测量模块和漏磁测量模块发出的信号以获得压力测量结果与漏磁测量结果，进而对压力测量结果与漏磁测量结果进行分析，获得匝间短路情况并进行故障定位。并进行故障定位。并进行故障定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统和方法


[0001]本专利技术属于变压器状态检测领域，具体涉及一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统和方法。

技术介绍

[0002]电力变压器不仅是电力系统中最重要的设备之一，也是电力系统中最昂贵的设备，在不同等级电网互联和功率交换中起到枢纽作用，其运行状况不仅影响设备自身安全，而且影响整个电力系统的稳定性和可靠性。据资料显示，变压器绕组匝间短路故障占变压器内部故障的大部分，匝间短路一般由内部线圈之间的绝缘老化或破损所造成，具有电流增大、铁心及绕组振动加剧的特点。若变压器持续运行在此状态，则会引起(层)股短路和相间短路，进而造成设备烧毁乃至电网瘫痪，但是变压器绕组内部变化情况通常难以进行查看与辨识，导致变压器匝间短路故障难以及时判断，进而带来一系列问题。特征气体法、IEC三比值法、脉冲电流法等传统的检测方法存在着不能很好判断故障类型、易受到其他因素的干扰等缺点，已很难满足变压器匝间短路检测要求。
[0003]变压器的绕组在发生匝间短路前后，变压器内部压力和漏磁场分布会发生变化；通过实时检测变压器内部压力变化，可以初步判断变压器匝间短路情况，再通过对变压器漏磁的检测，从而实现对变压器匝间短路的检测和定位，相比于传统检测方法具有明显的优点。因此，研究基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测，具有重大意义。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统，包括压力测量模块1、漏磁测量模块2和结果分析模块3，压力测量模块1和漏磁测量模块2均分别与结果分析模块3连接，其中，
[0005]压力测量模块1用于对变压器各个部位的压力进行测量并将信号传输至结果分析模块3，进而初步判断变压器是否发生了匝间短路；
[0006]漏磁测量模块2用于对变压器内部的漏磁进行测量，当结果分析模块3初步判断变压器发生匝间短路后，漏磁测量模块2进行漏磁检测，将检测到的漏磁信号传输至结果分析模块3，进而获得变压器的漏磁测量结果；
[0007]结果分析模块3用于接收并处理压力测量模块1和漏磁测量模块2发出的信号以获得压力测量结果与漏磁测量结果，进而对压力测量结果与漏磁测量结果进行分析，获得变压器匝间短路情况，并进行故障定位。
[0008]优选的，结果分析模块3包括第一信号采集卡31、第二信号采集卡32和信号处理模块33，其中，
[0009]第一信号采集卡31用于采集压力测量模块1中携带压力信息的信号以获得压力测量结果；
[0010]第二信号采集卡32用于采集漏磁测量模块2中携带漏磁信息的信号以获得漏磁测
量结果；
[0011]当接收到来自压力测量模块1的异常压力信息时，信号处理模块33根据压力信息初步判断变压器是否发生匝间短路，然后向漏磁测量模块2发送开放测量信号，漏磁测量模块2将测量的漏磁信息发送回信号处理模块33，信号处理模块33对漏磁信息进行分析，最终确定匝间短路情况，并对匝间短路位置进行定位。
[0012]优选的，漏磁测量模块2为基于法拉第效应原理的光学磁场传感器。
[0013]本专利技术的目的还在于提供一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测方法，该方法包括以下步骤：
[0014]步骤1：在油浸式变压器内部不同位置共安装n个压力测量模块1，分别为P1、P2、
……
Pn，分别监测变压器内部的不同区域A1、A2、
……
An；在油浸式变压器内部不同位置共安装m个漏磁测量模块2，分别为M1、M2、
……
Mm，并根据漏磁测量模块2与压力测量模块1的位置关系将漏磁测量模块2分为n组，分别对应压力测量模块1的不同监测区域A1、A2、
……
An；将压力测量模块1、漏磁测量模块2分别与结果分析模块3连接；
[0015]步骤2：结果分析模块3对n个压力测量模块1的压力测量结果进行实时分析并判断压力测量结果的压力幅值是否超过设定的压力幅值阈值：
[0016]若超过设定的压力幅值阈值，则初步判断变压器发生了匝间短路，进行步骤3；
[0017]若未超过设定的压力幅值阈值，则判断变压器内部并未发生匝间短路，结果测量模块不发出允许信号，漏磁测量模块2仍处于休眠状态，重复步骤2；
[0018]步骤3：进一步对不同位置的压力测量结果的压力幅值以及压力传播时间进行分析，确定发生匝间短路的监测区域，即故障区域：
[0019]当第i个压力测量模块Pi的压力幅值最大且压力传播时间最小时，故障区域为压力测量模块Pi对应的监测区域Ai，进行步骤4；
[0020]当存在2个及以上的压力测量模块1的压力幅值和压力传播时间接近时，故障区域为多个压力测量模块1对应的监测区域之和，进行步骤4；
[0021]步骤4：结果分析模块3发出允许信号，故障区域的漏磁测量模块2转为测量状态，对故障区域各个位置的漏磁进行测量，获得故障区域各个位置的漏磁测量结果；结合故障区域各个位置的正常漏磁大小，计算故障区域各个位置漏磁畸变量的绝对值，其中绝对值大小前三分别为X1、X2、X3：
[0022]若X1超过设定的漏磁畸变量阈值时，确定变压器内部发生了匝间短路，进行步骤5；
[0023]若X1未超过设定的漏磁畸变量阈值时，确定变压器内部未发生匝间短路，结果测量模块发出关闭信号，漏磁测量模块2转为休眠状态，返回步骤2；
[0024]步骤5：进一步对故障区域各个位置漏磁畸变量的绝对值进行分析，对匝间短路进行定位：
[0025]当X1＞X2＞X3时，将匝间短路位置定位于X1和X2对应的漏磁测量模块2安装位置之间，且匝间短路位置更靠近X1对应的漏磁测量模块2安装位置；
[0026]当X1＞X2＝X3时，将匝间短路位置定位于X1对应的漏磁测量模块2安装位置；
[0027]当X1＝X2＞X3时，将匝间短路位置定位于X1和X2对应的漏磁测量模块2安装位置正中间；
[0028]步骤6：给出变压器匝间短路诊断及定位结果。
[0029]优选的，压力测量模块1一直保持测量状态以对压力信息进行实时测量；漏磁测量模块2保持休眠状态，只当接收到结果分析模块3发出的允许信号时才转为测量状态，进行漏磁信息测量，当接受到结果分析模块3发出的关闭信号后再次转为休眠状态，以提高漏磁测量模块2的寿命。
[0030]优选的，步骤1中，漏磁测量模块2的数量m至少是压力测量模块1的数量n的3倍，且m/n越大，匝间短路定位精度越高。
[0031]优选的，阈值的设定依据为：躲开变压器正常运行时内部油流扰动导致的压力变化。
[0032]优选的，阈值的设定依据为：躲开变压器正常运行时绕组电流波动导致的漏磁变化。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
[0034]本专利技术提供了一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统和方法，通过实时检测变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统，其特征在于，包括压力测量模块(1)、漏磁测量模块(2)和结果分析模块(3)，所述压力测量模块(1)和所述漏磁测量模块(2)均分别与所述结果分析模块(3)连接，其中，所述压力测量模块(1)用于对变压器各个部位的压力进行测量并将信号传输至结果分析模块(3)，进而初步判断变压器是否发生了匝间短路；所述漏磁测量模块(2)用于对变压器内部的漏磁进行测量，当结果分析模块(3)初步判断变压器发生匝间短路后，漏磁测量模块(2)进行漏磁检测，将检测到的漏磁信号传输至结果分析模块(3)，进而获得变压器的漏磁测量结果；所述结果分析模块(3)用于接收并处理压力测量模块(1)和漏磁测量模块(2)发出的信号以获得压力测量结果与漏磁测量结果，进而对压力测量结果与漏磁测量结果进行分析，获得变压器匝间短路情况，并进行故障定位。2.根据权利要求1所述的一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统，其特征在于，所述结果分析模块(3)包括第一信号采集卡(31)、第二信号采集卡(32)和信号处理模块(33)，其中，所述第一信号采集卡(31)用于采集压力测量模块(1)中携带压力信息的信号以获得压力测量结果；所述第二信号采集卡(32)用于采集漏磁测量模块(2)中携带漏磁信息的信号以获得漏磁测量结果；当接收到来自压力测量模块(1)的异常压力信息时，信号处理模块(33)根据压力信息初步判断变压器是否发生匝间短路，然后向漏磁测量模块(2)发送开放测量信号，漏磁测量模块(2)将测量的漏磁信息发送回信号处理模块(33)，信号处理模块(33)对漏磁信息进行分析，最终确定匝间短路情况，并对匝间短路位置进行定位。3.根据权利要求1所述的一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测系统，其特征在于，所述漏磁测量模块(2)为基于法拉第效应原理的光学磁场传感器。4.一种基于漏磁和压力的变压器匝间短路检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在油浸式变压器内部不同位置共安装n个压力测量模块(1)，分别为P1、P2、
……
Pn，分别监测变压器内部的不同区域A1、A2、
……
An；在油浸式变压器内部不同位置共安装m个漏磁测量模块(2)，分别为M1、M2、
……
Mm，并根据漏磁测量模块(2)与压力测量模块(1)的位置关系将漏磁测量模块(2)分为n组，分别对应压力测量模块(1)的不同监测区域A1、A2、
……
An；将压力测量模块(1)、漏磁测量模块(2)分别与结果分析模块(3)连接；步骤2：结果分析模块(3)对n个压力测量模块(1)的压力测量结果进行实时分析并判断压力测量结果的压力幅值是否超过设定的压力幅值阈值：若超过设定的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄猛，盛轶帆，郑伟，冀茂，齐波，
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：