一种电力变压器温度故障监测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力变压器温度故障监测方法和系统，包括以下步骤：采用锥形光纤测量变压器冷却系统内进油管道和出油管道的温度；采用速度传感器测量所述进油管道和出油管道上的油流流速，得到用于辅助所述温度作为决策依据的流速参量；采用GBDT诊断模块，将所述锥形光纤和速度传感器所测得的数据作为GBDT诊断模块的输入，将所述变压器的绕组热点温度作为GBDT诊断模块的输出。本发明专利技术通过通过采用锥形光纤进行进油管道和出油管道的测温、速度传感器进行进油管道和出油管道内部油流流速的测速以及采用GBDT诊断模块实现对变压器故障监测的准确度和实时监测功能。障监测的准确度和实时监测功能。障监测的准确度和实时监测功能。

【技术实现步骤摘要】
一种电力变压器温度故障监测方法和系统


[0001]本专利技术涉及变压器故障诊断
，尤其涉及一种电力变压器温度故障监测方法和系统。

技术介绍

[0002]电力变压器是电力系统中的重要电力设备之一，变压器安全、稳定地运行是决定着电力系统的可靠性与安全性条件。在变压器的主要故障类型中，温度过高是导致变压器的绝缘发生破坏的主要原因之一。因此，通过实时检测变压器的温度，在变压器发生故障时能够及时发出预警，对于维护电力系统的稳定性具有重要意义。
[0003]目前，在油浸式变压器中常用的温度测量方法有红外测温法、光纤测温法、热电偶法。红外测温法通过使用红外光测量仪，能够准确地测量变压器和油箱表面的温度，但是红外传感器无法安装在变压器内部，且容易受到遮挡、环境温度及外界因素的影响从而带来一定的测量误差，存在局限性；热电偶法通过使用热电偶传感器进行测量，但因为热电偶传感器含有金属外壳、金属导线等部件，易受到工频干扰且会对变压器的绝缘带来隐患；
[0004]光纤测温法适合用于测量变压器的内部温度，且光纤温度传感单元不含金属成分，不会受到变压器内部电磁场的影响，不会带来变压器绝缘隐患。但是光纤传感器一般布置于变压器的油箱顶部，变压器温度的扩散与油流流速成正比，由于变压器内部体积大，压强小，则会使得油箱内油流流速缓慢，当变压器因突发短路等原因引起电流突然增加时，绕组发出的热量需要较长时间才能传递至光纤传感器布置的位置，而且随着变压器电压等级的升高，这种时间上的滞后性会随之提升，难以实现故障的实时监测。
[0005]为此，提供了一种电力变压器温度故障监测方法和系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所述的一种电力变压器温度故障监测方法和系统，通过采用锥形光纤进行测温、速度传感器进行测速以及采用GBDT诊断模块实现对变压器故障监测的准确度和实时监测功能，解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术所述的一种电力变压器温度故障监测方法，包括：采用锥形光纤测量变压器冷却系统内进油管道和出油管道的温度；
[0009]采用速度传感器测量所述进油管道和出油管道上的油流流速，得到用于辅助所述温度作为决策依据的流速参量；
[0010]采用GBDT诊断模块，将所述锥形光纤和速度传感器所测得的数据作为GBDT诊断模块的输入，将所述变压器的绕组热点温度作为GBDT诊断模块的输出。
[0011]优选的，所述锥形光纤的表面涂敷一层石墨烯，当所述冷却系统受到温度变化时，通过所述石墨烯自身折射率的变化使得入射光能够在锥形光纤处产生相位差。
[0012]优选的，所述锥形光纤的布置包括以下步骤：在所述变压器的油箱与冷却系统连
接处开设两个小孔，两个所述小孔关于连接处相互对称，两个所述小孔分别为锥形光纤的进口端与出口端；所述锥形光纤通过法兰分别固定安装在小孔上，并使用环氧树脂将所述法兰与小孔进行密封；将所述锥形光纤在油箱表面上进行螺旋缠绕，并将所述锥形光纤分别引入至进油管道和出油管道内部；所述锥形光纤缠绕时相互保持间隔。
[0013]优选的，所述锥形光纤的相邻间隔处均设置有作为温度测点的锥区，在相邻两个所述锥区之间设置有用于将温度测点信号引出并进行调解的环形器，所述环形器进行调解后得到温度测点信号的温度数据，所述温度数据以温度向量表达式作为输出表示，所述温度向量表达式为：
[0014]{X
11
，X
12
，......X
1n
，X
21
，......X
2n
}；
[0015]所述温度向量表达式中，X代表样本，X
1n
代表进油管道处锥形光纤第n个测点所测得的温度，X
2n
代表出油管道处锥形光纤第n个测点所测得的温度。
[0016]优选的，所述速度传感器的布置包括以下步骤：所述速度传感器分别安装在进油管道和出油管道内部；所述速度传感器通过环氧树脂分别固定粘贴在进油管道和出油管道上。
[0017]优选的，所述速度传感器在进油管道内所测得的油流流速通过进油向量表达式进行输出表示，所述进油向量表达式为：
[0018]{X
31
，X
32
，X
33
，X
34
}；
[0019]所述速度传感器在出油管道内所测得的油流流速通过出油向量表达式进行输出表示，所述出油向量表达式为：
[0020]{X
41
，X
42
，X
43
，X
44
}。
[0021]优选的，将所述样本X进行分类并构建训练回归树，将所述锥形光纤和速度传感器所测得的数据作为GBDT诊断模块的输入，并建立输入向量表达式，所述输入向量表达式为：
[0022]{X
11
，X
12
，...，X
1n
，X
21
，...，X
2n
，X
31
，X
32
，X
33
，X
34
，X
41
，X
42
，X
43
，X
44
}。
[0023]本专利技术所述的一种电力变压器温度故障监测系统，包括：测温单元，采用锥形光纤测量变压器冷却系统内进油管道和出油管道的温度；
[0024]速度监测单元，采用速度传感器测量所述进油管道和出油管道上的油流流速，得到用于辅助所述温度作为决策依据的流速参量；
[0025]GBDT诊断单元，采用GBDT诊断模块，将所述锥形光纤和速度传感器所测得的数据作为GBDT诊断模块的输入，将所述变压器的绕组热点温度作为GBDT诊断模块的输出。
[0026]本专利技术的有益效果为：
[0027]1、本专利技术所述的一种电力变压器温度故障监测方法和系统，通过使用锥形光纤对冷却系统内的进油管道和出油管道进行测温，得到进油管道和出油管道内的温度数据；使用速度传感器对进油管道和出油管道内油流流速进行测量，并将锥形光纤和速度传感器所测得的数据作为GBDT诊断模块的输入，建立输入向量表达式，将变压器的绕组热点温度作为GBDT诊断模块的输出；通过测量进油管道和出油管道内部温度和油流流速来间接计算绕组的热点温度，由于进油管道和出油管道内部狭窄，其内部位置的油压高、流速快，因此，绕组的温度能够更快的得到扩散，解决了现有技术在测量顶层油温时，出现实时性差的问题。
[0028]2、本专利技术所述的一种电力变压器温度故障监测方法和系统，由于锥形光纤在油箱表面为缠绕形布置，因此可实现对进油管道和出油管道内部以及附近的温度变化的测量功
能，提高了监测的速度和准确性；且锥形光纤的表面通过涂敷石墨烯，有利于防止变压器的电磁干扰，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器温度故障监测方法，其特征在于，包括以下步骤：采用锥形光纤测量变压器冷却系统内进油管道和出油管道的温度；采用速度传感器测量所述进油管道和出油管道上的油流流速，得到用于辅助所述温度作为决策依据的流速参量；采用GBDT诊断模块，将所述锥形光纤和速度传感器所测得的数据作为GBDT诊断模块的输入，将所述变压器的绕组热点温度作为GBDT诊断模块的输出。2.根据权利要求1所述的一种电力变压器温度故障监测方法，其特征在于，所述锥形光纤的表面涂敷一层石墨烯，当所述冷却系统受到温度变化时，通过所述石墨烯自身折射率的变化使得入射光能够在锥形光纤处产生相位差。3.根据权利要求1所述的一种电力变压器温度故障监测方法，其特征在于，所述锥形光纤的布置包括以下步骤：在所述变压器的油箱与冷却系统连接处开设两个小孔，两个所述小孔关于连接处相互对称，两个所述小孔分别为锥形光纤的进口端与出口端；所述锥形光纤通过法兰分别固定安装在小孔上，并使用环氧树脂将所述法兰与小孔进行密封；将所述锥形光纤在油箱表面上进行螺旋缠绕，并将所述锥形光纤分别引入至进油管道和出油管道内部；所述锥形光纤缠绕时相互保持间隔。4.根据权利要求3所述的一种电力变压器温度故障监测方法，其特征在于，所述锥形光纤的相邻间隔处均设置有作为温度测点的锥区，在相邻两个所述锥区之间设置有用于将温度测点信号引出并进行调解的环形器，所述环形器进行调解后得到温度测点信号的温度数据，所述温度数据以温度向量表达式作为输出表示，所述温度向量表达式为：{X
11
，X
12
，......X
1n
，X
21
，......X
2n
}；所述温度向量表达式中，X代表样本，X
1n
代表进油管道处锥形光纤第n个测点所测得的温度，X
2n
代表出油管道处锥形光纤第n个测点所测得的温度。5.根据权利要求1所述的一种电力变压器温度故障监测方法，其特征在于，所述速度传感器的布置包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梁远，黎大健，周柯，赵坚，张磊，王晓明，余长厅，李锐，饶夏锦，潘绍明，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：