本发明专利技术涉及一种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法及系统，属于变压器故障检测技术领域。获取目标线圈集合和检测角度集合；在目标线圈顶部每个检测角度设置声波发生器，在目标线圈底部设置与顶部的声波发生器垂直对应的声波接收器；控制任一检测角度上的声波发生器发射声波信号，采集垂直对应的声波接收器接收的信号，将该检测角度剔除得到新的检测角度集合，控制新的检测角度集合中任一检测角度上的声波发生器发射信号，直到检测角度集合为空集；计算目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间相对偏差；通过将每个检测角度的声波信号传播时间相对偏差与预设阈值比较，定位发生匝间短路的线圈匝数和角度，为变压器的检修提供理论依据。
1、电力系统中油浸式变压器绕组多采用油纸绝缘方式，横向上由一匝一匝线圈绕组而成，纵向上一饼一饼叠置而成，在最外侧包裹绝缘纸板。当绕组内部发生匝间短路时，内部会产生环流发热，但由于外侧包裹绝缘纸板、变压器油以及变压器外壳，红外成像检测法仅能观测变压器外壳温度，无法对变压器内部油中绕组内温度进行检测；同时匝间短路引起的绕组阻值和电感变化很小，通过测量三相电流不平衡度也难以发现匝间是否存在短路故障；而过热产生的特征气体需要一定时间才能扩散至出油口，存在一定滞后性，且也无法判断故障是由匝间短路引起的，长此以往会导致绝缘老化损坏甚至引发安全事故。因此，目前亟需一种有效的变压器绕组匝间短路故障在线感知定位方法和装置，为变压器状态评估以及停电检修提供依据。
2、在公开号cn109657720b的专利中，提供了一种电力变压器匝间短路故障的在线诊断方法，通过收集变压器的各监测指标记录在短路前后的监测数据，筛选出短路前后有显著性变化的监测指标（电压、电流、油温和功率），采用随机森林模型训练短路故障在线诊断模型，将待测变压器的监测数据输入优化后的随机森林模型，间接判断变压器是否发生故障。但是该方法需要提前收集大量故障数据，诊断精度依赖于诊断模型不断训练优化，且无法对匝间短路位置进行定位。
>技术实现思路1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的油浸式变压器绕组匝间短路检测方法灵敏度低且存在严重滞后性，而且无法对绕组匝间短路故障位置进行定位的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，包括：
3、s10：每间隔预设匝数，在待检测变压器中选取一匝线圈作为目标线圈；以与线圈顶部处于同一水平面的铁心芯柱为圆心，每间隔预设夹角，获取检测角度集合；其中，表示检测角度集合中第个检测角度；
4、s20：在每个目标线圈顶部的每个检测角度上分别设置声波发生器，在每个目标线圈底部分别设置多个与该目标线圈顶部的声波发生器一一垂直对应的声波接收器；
5、s30：在所述检测角度集合中选取任一检测角度，控制检测角度上的所有声波发生器同时发射不同频率的声波信号，并采集与检测角度上的声波发生器垂直对应的声波接收器接收的声波信号，将所述检测角度集合中的检测角度剔除，得到新的检测角度集合，返回执行步骤s30，直到检测角度集合为空集；其中，同一目标线圈上的声波发生器发射的声波信号频率相同；
6、s40：计算当前目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间，计算当前目标线圈上除当前检测角度外其他检测角度的声波信号传播时间均值，并计算当前检测角度的声波信号传播时间与声波信号传播时间均值的差值，将当前检测角度的声波信号传播时间与声波信号传播时间均值的差值和声波信号传播时间均值的比值作为当前目标线圈上当前检测角度的声波信号传播时间相对偏差；
7、s50：将每个目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间相对偏差与预设阈值比较，若第个目标线圈上检测角度处的声波信号传播时间相对偏差大于所述预设阈值，则判定绕组发生匝间短路横向位置是在第个目标线圈上检测角度处。
8、优选地，判定绕组发生匝间短路横向位置是在第个目标线圈上检测角度后还包括：
9、s60：获取第个目标线圈检测角度与所述圆心连接线的延长线与待检测变压器的外壳的两个交点，在两个交点处分别放置第一电场探测器和第二电场探测器；
10、s70：将所述第一电场探测器和所述第二电场探测器以相同速度垂直向下移动，实时获取所述第一电场探测器采集的第一电压和所述第二电场探测器采集的第二电压，并计算所述第一电压和所述第二电压之间的差值，获取差值最大时所述第一电场探测器和所述第二电场探测器至线圈底部的距离即为发生匝间短路的纵向位置。
11、优选地，所述第一电场探测器和所述第二电场探测器均包括：
12、第一银环，与待检测变压器的外壳电气连接并通过第一银线可靠接地，用于将待检测变压器的外壳上位于所述第一银环区域内的泄漏电流传输至地面；
13、第二银环，内径大于所述第一银环的外径，以同心圆的方式设置在所述第一银环外侧，与待检测变压器的外壳电气连接并通过第二银线可靠接地，用于将待检测变压器的外壳上位于所述第一银环区域外的泄漏电流传输至地面；
14、电压测量单元，设置在所述第一银环的圆心处，与待检测变压器的外壳电气连接，用于测量所述第一银环圆心处的电压。
15、优选地，所述第一银环的外径为1m，内径为0.8m，厚度为0.05m；所述第二银环的外径为1.3m，内径为1.1m，厚度为0.05m；所述第一银线和所述第二银线的长度均为20m，直径均为0.02m。
16、优选地，目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间的计算公式为：
17、，
18、其中，为第个目标线圈上第个检测角度上的声波信号传播时间，为第个目标线圈上第个检测角度上的声波发生器发射的声波信号的第一个波峰时间，为与第个目标线圈上第个检测角度上的声波发生器垂直对应的声波接收器接收的声波信号的第一个波峰时间。
19、优选地，目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间相对偏差的计算公式为：
20、，
21、其中，为第个目标线圈上第个检测角度上的声波信号传播时间相对偏差，为第个目标线圈上除第个检测角度外其他检测角度上的声波信号传播时间之和，为第个目标线圈上除第个检测角度外的声波发生器的数量，为第个目标线圈上第个检测角度上的声波信号传播时间。
22、优选地，步骤s30还包括对声波接收器接收的声波信号进行滤波，其具体包括：
23、滤除每个声波接收器接收的声波信号中与该声波接收器垂直对应的声波发生器发射的声波信号频率不同的信号。
24、本专利技术还提供了一种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位系统，包括：
25、多个声波发生器，分别设置在待检测变压器中每个目标线圈顶部的多个检测角度上；其中，每间隔预设匝数，在待检测变压器中选取一匝线圈作为目标线圈；以与线圈顶部处于同一水平面的铁心芯柱为圆心，每间隔预设夹角，获取检测角度集合；其中，表示检测角度集合中第个检测角度；
26、多个声波接收器，分别设置在待检测变压器中每个目标线圈底部与该目标线圈顶部的声波发生器一一垂直对应的位置处；
27、上位机，其具体包括：
28、控制模块，与所述多个声波发生器通信连接，用于在所述检测角度集合中选取任一检测角度，控制检测角度上的所有声波发生器同时发射不同频率的声波信号，并在采集与检测角度上的声波发生器垂直对应的声波接收器接收的声波信号后，将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，判定绕组发生匝间短路横向位置是在第个目标线圈上检测角度后还包括：
3.根据权利要求2所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，所述第一电场探测器和所述第二电场探测器均包括：
4.根据权利要求3所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，所述第一银环的外径为1m，内径为0.8m，厚度为0.05m；所述第二银环的外径为1.3m，内径为1.1m，厚度为0.05m；所述第一银线和所述第二银线的长度均为20m，直径均为0.02m。
5.根据权利要求1所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间相对偏差的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，步骤S30还包括对声波接收器接收的声波信号进行滤波，其具体包括：
8.一种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位系统，其特征在于，当判定绕组发生匝间短路横向位置是在第个目标线圈检测角度时，还包括：
10.根据权利要求9所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位系统，其特征在于，所述上位机还包括第二定位模块，用于计算所述第一电压和所述第二电压之间的差值，并获取差值最大时所述第一电场探测器和所述第二电场探测器至线圈底部的距离作为发生匝间短路的纵向位置。
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【技术特征摘要】
1.一种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，判定绕组发生匝间短路横向位置是在第个目标线圈上检测角度后还包括：
3.根据权利要求2所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，所述第一电场探测器和所述第二电场探测器均包括：
4.根据权利要求3所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，所述第一银环的外径为1m，内径为0.8m，厚度为0.05m；所述第二银环的外径为1.3m，内径为1.1m，厚度为0.05m；所述第一银线和所述第二银线的长度均为20m，直径均为0.02m。
5.根据权利要求1所述的油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法，其特征在于，目标线圈上每个检测角度的声波信号传播时间的计算公式为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈青松，梁基重，俞华，刘宏，李帅，连建华，陈昱同，牛曙，李国栋，张明杰，薛志刚，宋子璇，王璇，李艳鹏，马丽强，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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