【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力设备预警，具体涉及一种用于电抗器的预警预测系统。
技术介绍
1、电抗器作为远距离交流输电系统的主要辅助设备，在系统中起到补偿容性电流、维持系统电压水平、提高线路传输能力等作用，一定程度上促进了电网的发展。电抗器有着诸多优良的性能。
2、电抗器作为电力系统中日渐重要的静态无功补偿装置，随着其投入数量和运行时间上的增加，绕组绝缘故障数量增多，如何保证电抗器在线运行期间的安全稳定将变得更加重要。电抗器在线运行期间持续受到故障电流电磁振动、热老化等因素的影响，导致绕组绝缘劣化，直至绝缘击穿，引起电网事故。通过统计分析发现绕组故障中匝间短路故障的比例较大，绕组匝间短路时线路侧电压电流变化幅度较小，但短路匝中会产生很大的循环电流，有功功率损耗急剧增大，产生大量热量，极可能造成起火而导致电抗器烧毁，危及电力系统的稳定运行。为了减少此类故障的发生，要提高电抗器本身的产品质量，同时实时监测电抗器的匝间绝缘状态并对处于发展期的匝间短路故障及时预警。
3、目前，针对干式电抗器匝间短路问题，现阶段有许多不同检测方法，主要包括脉冲电压法、烟感法、温感法以及探测线圈法等。
4、从当前已有研究来看，在工程实践中，电抗器故障监测与预警技术已有一定应用，但各种技术总是存在种种的缺陷与不足，推广示范能力有限，还不能很好地解决高压电抗器运行中所面临的状态检修难题。
5、现阶段有许多不同检测方法存在的缺点如下：
6、1、从检修试验的角度出发，定期对电抗器进行匝间绝缘性能检测，通过分析匝间绝缘
7、2、脉冲电压法是一种离线检测方法，通过不少于7200次脉冲冲击试验，将匝间绝缘故障彻底暴露出来，是一种破坏性的试验，这种方法虽然能够有效的检测出电抗器匝间绝缘缺陷，但成本高，缩短了电抗器的使用寿命，降低了电抗器的使用效率。
8、3、烟感法利用烟感探测器检测电抗器过热时产生的烟气，以此来达到检测的目的，但由于电抗器一般应用于户外，因故障而造成的烟气扩散很快，浓度达不到一定阈值很难准确检测到。
9、4、目前干式电抗器温感法主要采用探点式无线温度传感器和光纤光栅传感器，无线测温传感器抗干扰性能差、无法用于监测电抗器内部温度，光栅传感器尺寸大安装不便、不适用于匝(层)间温度监测，这两类传感器还都无法获得完整的内部温度场分布特性。
10、5、探测线圈检测法，通过监测匝间短路故障产生涡流造成的设备内部总磁通量变化发现故障。探测线圈存在以下缺陷：若电抗器内部发生匝间短路，因其故障匝数相对少，故磁通量不会产生显著变化；若在电抗器横轴附近发生故障，则两侧磁通量不会产生差值，故探测线圈检测存在盲区；探测线圈的安装可能会影响到电抗器的正常工作。
11、基于上述原因，本专利技术进行基于磁力及振动识别算法的电抗器设备状态分析系统技术研究，为及时发现设备缺陷并实施针对性检修，实现设备良好运行状态提供重要的技术手段，以提高电网运维管理和设备可靠性水平。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种用于电抗器的预警预测系统。该系统可实时监测电抗器的状态和数据并可以进行可靠预警以及未来趋势预测判断未来故障，且能够在电抗器内部高电磁场、大电流的环境下稳定长久运行。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种用于电抗器的预警预测系统，包括对磁场、音纹和电流信息进行采集的采集器模块和判别零序电流和零序电压的相位差异的预警判别模块；所述的采集器模块包括电流采集模块、磁场采集模块、音纹采集模块、无线射频接收模块、数据处理单片机、数据库、报警器及显示屏，所述采集器通过rs485及以太网接受电流采集模块、磁场采集模块、音纹采集模块采集的数据信息，通过数据处理单片机处理收集到的各个模块的数据信息，并给出数据分析结果，在显示屏上进行显示；所述的预警判别模块通过监测零序电流和零序电压的相位差异在不同故障情况下进行自适应补偿和分析。
4、具体的，所述电流采集模块采用霍尔电流传感器，霍尔电流传感器采用穿心式罗氏线圈电流采样。
5、具体的，所述磁场采集模块包括检测磁场强度的变化的采集硬件及磁场强度感应芯片。
6、具体的，所述的音纹采集模块采用硅基传感器芯片，宽范围的音纹感应芯片，包括100hz～70khz的振动信号、可听声传感器、超声波传感器及采集芯片。
7、具体的，所述的数据处理单片机包括预警判别模块和预测算法处理模块。
8、具体的，所述的预警判别模块包括能够检测电力系统中的零序电流并判断该电流的方向的自适应补偿零序功率方向元件和音纹识别算法模块。
9、具体的，所述预测算法处理模块将所述的电流采集模块、磁场采集模块、音纹采集模块采集的数据作为输入量，结合电器学知识得到电抗器的故障预测模型，将变化趋势作为输出量得到每一时刻的电抗器运行状态。
10、具体的，所述音纹识别算法利用设备发出的声音进行判别，提取信号的有效特征，从而对设备状态进行判断。
11、本专利技术的有益效果是：1.在进行磁场及音纹、电流采样时为同步采样，即在同一时刻对测量点进行磁场、音纹和电流的采集，减少因数据不同步带来的误差而影响预测算法模型的准确性。2.磁场、音纹和电流采集的罗氏线圈完全独立，可以避免干扰，保证采样精度，且使得产品多样化，对于不同场景进行采样时可以随时更换不同的采集模块安装模式。3.数字音纹传感器采用硅基芯片，满足现场温度的要求4.现场磁场强度传感器，采用空间磁场变化采集芯片，能够直接输出数字量供单片机进行直接读取，大大减小了测量模块的体积降低功耗，同时增强了抗干扰能力。5.采用预警综合判断方法确定电抗器状态，采用多维数据处理算法，避免单一阈值判断时由于故障状态时无法及时达到所设阈值而引起的误判，预警综合判断方法的使用实现了电抗器故障早发现早报警，将故障带的危害降到最低。
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1.一种用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，包括对磁场、音纹和电流信息进行采集的采集器模块和判别零序电流和零序电压的相位差异的预警判别模块；
2.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述电流采集模块采用霍尔电流传感器，霍尔电流传感器采用穿心式罗氏线圈电流采样。
3.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述磁场采集模块包括检测磁场强度的变化的采集硬件及磁场强度感应芯片。
4.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述的音纹采集模块采用硅基传感器芯片，宽范围的音纹感应芯片，包括100Hz～70kHz的振动信号、可听声传感器、超声波传感器及采集芯片。
5.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述的数据处理单片机包括预警判别模块和预测算法处理模块。
6.根据权利要求5所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述的预警判别模块包括能够检测电力系统中的零序电流并判断该电流的方向的自适应补偿零序功率方向元件和音纹识别算法模块。
7.根据权利要
8.根据权利要求6所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述音纹识别算法利用设备发出的声音进行判别，提取信号的有效特征，从而对设备状态进行判断。
...【技术特征摘要】
1.一种用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，包括对磁场、音纹和电流信息进行采集的采集器模块和判别零序电流和零序电压的相位差异的预警判别模块；
2.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述电流采集模块采用霍尔电流传感器，霍尔电流传感器采用穿心式罗氏线圈电流采样。
3.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述磁场采集模块包括检测磁场强度的变化的采集硬件及磁场强度感应芯片。
4.根据权利要求1所述用于电抗器的预警预测系统，其特征在于，所述的音纹采集模块采用硅基传感器芯片，宽范围的音纹感应芯片，包括100hz～70khz的振动信号、可听声传感器、超声波传感器及采集芯片。
5.根据权利要求1所述用于电抗器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张路，张晓娟，陈云宾，王玺，王宗友，李子昂，孙晨博，彭淑妨，孙海伦，纪宇洋，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司超高压公司，
类型：发明
国别省市：
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