一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法，涉及变压器故障诊断技术领域，提取油中溶解气体特征信息，进行三比值编码，对特高压换流变压器放电性故障进行判断，所述气体特征信息包括气体种类和气体含量，所述气体种类至少包括C2H4、C2H2、H2、CH4、C2H6的一种或多种，所述三比值为以下气体含量的比值：C2H4/C2H2，H2/CH4，C2H6/C2H4。本发明专利技术能够有效对特高压换流变压器的放电性故障实现精准识别与诊断，即能够实现对低能放电、局部放电和电弧放电进行精准识别。弧放电进行精准识别。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法


[0001]本专利技术涉及变压器故障诊断
，具体是一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法。

技术介绍

[0002]特高压直流输电工程作为能源输送的高速通道，具有输送容量大、线路损耗小、线路造价低等特点，其受电端可支持多个二级变电站的电力输送，有利于能源的二次优化分配。特高压换流变压器是构成直流输电回路的核心设备，是目前全球电网内电压等级最高、含油量最多、结构最复杂、造价最高的主设备之一，一旦发生故障，将危及大范围电网的安全稳定运行，甚至威胁运检人员的生命安全。因此亟需研究特高压换流变压器的故障诊断方法，及时识别内部故障，并提出针对性的运维检修策略。
[0003]变压器的内部故障主要包括过热性故障和放电性故障，这些故障往往伴随着异常产气特征。因此，分析提取油中溶解气体信息是识别变压器的内部故障的重要手段。目前广泛采用的三比值法来诊断变压器的内部故障，即利用故障产生的五种气体(CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2)的三对比值(C2H2/C2H4，CH4/H2，C2H4/C2H6)的编码组合来实现故障识别与诊断。然而，三比值法是基于交流变压器的热动力学与实践总结得出。特高压换流变压器在承受交流电压的基础上，还需承受直流电压与极性反转电压，其运行工况、内部油纸绝缘结构等与交流变压器差异较大，导致两者的放电性故障产气特征不同，因此常规的三比值法不适用于特高压换流变压器的放电性故障诊断，会导致故障误报和漏报，增加运检人员负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法，提取油中溶解气体特征信息，进行三比值编码，对特高压换流变压器放电性故障进行判断，所述气体特征信息包括气体种类和气体体积含量，所述气体种类至少包括C2H4、C2H2、H2、CH4、C2H6的一种或多种，所述三比值为以下气体体积含量的比值：C2H4/C2H2，H2/CH4，C2H6/C2H4。
[0007]进一步地，所述三比值的编码规则如下：
[0008]当C2H4/C2H2≤1/3，其编码赋值为2；H2/CH4≤1/3，其编码赋值为2，C2H6/C2H4≤1/3，其编码赋值为2；
[0009]当1/3＜C2H4/C2H2≤1，其编码赋值为1；1/3＜H2/CH4≤1，其编码赋值为2；1/3＜C2H6/C2H4≤1，其编码赋值为1；
[0010]当1＜C2H4/C2H2≤10，其编码赋值为1；1＜H2/CH4≤10，其编码赋值为0；1＜C2H6/C2H4≤10编码赋值为0；
[0011]当C2H4/C2H2＞10时，其编码赋值为0；H2/CH4＞10其编码赋值为1；C2H6/C2H4＞10，其
编码赋值为0。
[0012]进一步地，所述特高压换流变压器放电性故障包括局部放电、低能放电和电弧放电。
[0013]进一步地，所述局部放电包括油中气泡、杂质以及绝缘纸板毛刺和高湿引发的非贯穿性的低能量密度放电低能量密度放电。
[0014]进一步地，所述低能放电包括：变压器中不同电位间连接不良或电位悬浮引起的火花放电，绝缘纸板、垫块胶合处或表面沿面放电，主、漏磁通回路上两个相邻导体之间的放电，以及特高压换流变压器极性选择开关动作切断容性电流。
[0015]进一步地，所述电弧放电包括：变压器中绕组匝间、层间、饼间闪络，绕组或引线对地闪络，分接引线间油隙闪络的高能量放电。
[0016]进一步地，所述三比值编码的顺序为C2H4/C2H2，H2/CH4，C2H6/C2H4。
[0017]进一步地，所述特高压换流变压器的局部放电、低能放电和电弧放电三种放电性故障对应的三比值编码如下；
[0018]进一步地，所述特高压换流变压器局部放电故障对应的三比值编码为：201或212；
[0019]进一步地，所述特高压换流变压器低能放电故障对应的三比值编码为：101、120、122、200、210、211或222；
[0020]进一步地，所述特高压换流变压器电弧放电故障对应的三比值编码为：100、102、110、111、112或202。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用改进三比值编码的方法对特高压换流变压器放电性故障进行诊断，对特高压换流变压器的放电性故障实现精准识别与诊断，即能够实现对低能放电、局部放电和电弧放电进行精准识别。
具体实施方式
[0022]本专利技术所采用的技术方案是：考虑到特高压换流变压器放电性故障产气以C2H2和C2H4为主，对于突发性放电故障，可能不产生C2H6和H2等气体成分，C2H6和H2气体含量为0，采用原三比值法的分母为0，无法得到有效的编码比值，不能进行故障诊断。即换流变压器在承受交流电压的基础上，还需承受直流电压与极性反转电压，相比交流变压器，换流变内部的油纸绝缘结构需要采用更多的纸板来承担直流电场，由于绝缘纸板的电导率受到杂质、温度和水分等因数的影响变化很大，总而言之，换流变压器在承受交直流复合电压下，其内部油纸绝缘电场分布非常复杂，并且绝缘设计紧凑，裕度较小。因此，换流变压器的放电性故障产气特性与交流变压器有很大的区别，其中最显著的区别就是在交直流复合电压下放电性故障的能量更高，更容易产生C2H2和C2H4，特别对于突发性放电故障(或者说放电性故障早期)，很可能只产生了C2H2和C2H4，而没有产生低能量放电性故障的特征气体C2H6和H2，这个现象在发生的故障中多次得到印证，正因为此，本专利技术才提出改进三比值编码的特高压放电性故障诊断方法。因此本专利技术提出一种改进三比值编码的特高压换流变压器放电性故障诊断方法，所述三比值采用的特征气体为CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2，所述三比值(气体体积含量比值)为：C2H4/C2H2，H2/CH4，C2H6/C2H4。所述改进三比值编码规则如表1所示。需要说明的是，特高压换流变压器的油箱的中部和下部都有取样口，并且都装有油色谱在线检测装置，实现油中溶解气体的在线监测，而离线油色谱一般通过下部油箱下部取样进行油中溶
解气体分析。
[0023]表1改进三比值编码规则
[0024][0025][0026]所述气体比值范围M≤1/3时，即当C2H4/C2H2≤1/3，其编码赋值为2；H2/CH4≤1/3，其编码赋值为2，C2H6/C2H4≤1/3，其编码赋值为2；
[0027]所述气体比值范围1/3＜M≤1时，即当1/3＜C2H4/C2H2≤1，其编码赋值为1；1/3＜H2/CH4≤1，其编码赋值为2；1/3＜C2H6/C2H4≤1，其编码赋值为1；
[0028]所述气体比值范围1＜M≤10时，即当1＜C2H4/C2H2≤10，其编码赋值为1；1＜H2/CH4≤10，其编码赋值为0；1＜C2H6/C2H4≤10编码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法，其特征在于，提取油中溶解气体特征信息，进行三比值编码，对特高压换流变压器放电性故障进行判断，所述气体特征信息包括气体种类和气体体积含量，所述气体种类至少包括C2H4、C2H2、H2、CH4、C2H6的一种或多种，所述三比值为以下气体体积含量的比值：C2H4/C2H2，H2/CH4，C2H6/C2H4。2.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法，其特征在于，所述三比值的编码规则如下：当C2H4/C2H2≤1/3，其编码赋值为2；H2/CH4≤1/3，其编码赋值为2，C2H6/C2H4≤1/3，其编码赋值为2；当1/3＜C2H4/C2H2≤1，其编码赋值为1；1/3＜H2/CH4≤1，其编码赋值为2；1/3＜C2H6/C2H4≤1，其编码赋值为1；当1＜C2H4/C2H2≤10，其编码赋值为1；1＜H2/CH4≤10，其编码赋值为0；1＜C2H6/C2H4≤10编码赋值为0；当C2H4/C2H2＞10时，其编码赋值为0；H2/CH4＞10其编码赋值为1；C2H6/C2H4＞10，其编码赋值为0。3.根据权利要求1所述的一种特高压换流变压器放电性故障诊断方法，其特征在于，所述特高压换流变压器放电性故障包括局部放电、低能放电和电弧放电。4.根据权利要求3所述的一种特高压换流变压器放电性故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾磊磊，王鹏，万华，曾鑫，张宇，晏年平，李唐兵，缪雪梅，童超，童涛，徐碧川，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：