电力变压器有载分接开关切换触头松动故障诊断法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术是电力变压器有载分接开关切换触头松动故障的诊断方法及装置。诊断方法是：一、对分接开关切换动作过程进行实时监测，在监测的信号中，取时域信号主能量的后半部分，避开时域信号中能量最大值点；二、进行时频变换分析；三、经过分析，确定信号频域在８００～１０００Ｈｚ范围内的幅值较大的谱线；四、比较，若这一谱线较分接开关正常状态明显增大，则分接开关存在切换触头松动故障。优点：所发现的故障特征量能准确反映分接开关切换触头松动故障，特征明显，重复性好，对同一类型的分接开关具有普遍性。有载分接开关触头松动故障诊断技术工程实现简单，传感器安装方便。采用微机进行检测、处理与诊断，性能可靠，实现方便，诊断结论直观。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电力变压器有载分接开关切换触头松动故障诊断 的方法及装置，属于电气控制工程领域。
技术介绍
基于在线监测与故障诊断技术的状态维修策略将成为未来发展的必然 趋势。有载调压变压器是电力系统中非常重要的输变电设备，它不仅能稳 定负荷中心电压，而且也是联络电网、调整负载潮流、改善无功分配等不 可缺少的重要设备，在电网中得到了广泛的应用。目前大量的110kV及以上的变压器都安装了有载分接开关(On-L。adTap Changer, OLTC)，其功能是在带负载状态下完成变压器调压。有载分接开关的 运行状态直接影响到电力变压器的运行、电力系统的调节以及电能质量的 高低。据统计，有载分接开关故障是电力变压器的最主要故障之一，故障 率仅次于绕组故障。而随着有载调压变压器在电网中应用的增多以及单台 分接开关日均调压次数的增加，有载分接开关的故障有增加的趋势。开展 分接开关的状态监测和故障诊断，及时发现分接开关异常，对电力系统安 全运行意义重大，并具有良好的应用前景。触头松动是电力变压器分接开关最主要故障之一。分接开关切换过程 中承受力的反复冲击，在多次切换后引起触头松动，如不及时诊断，甚至3会引起触头脱落。触头脱落后，很大的工作电流在切换过程中不得不由另 一组触点独立承担(分接开关切换触点往往是两组并列工作)。另一组触头 严重过载、发热，如不及时发现，会很快将分接开关触头烧毁，使整个开 关及变压器无法工作。另外，触头松动后，切换触头在切换过程中接触不 良，引起严重电弧，也容易使切换触头烧毁。目前对分接开关的故障还没有可靠的诊断方法，研究中的方法主要有 基于油中气体分析的方法(如三比值法)、基于振动的监测与分析方法、基 于热噪声的诊断方法等。但由于分接开关正常运行状态下，因触点的分合 动作，油中也会产生相应的气体，因此，基于油中气体的分析方法目前很难实现；基于热噪声的诊断是由于变压器分接开关故障后发热产生的热噪 声传播到变压器外面，通过在变压器外壳上安装噪声传感器检测来进行分 接开关故障诊断，这一方面是基于分接开关触点有明显故障并且已产生严 重发热(轻微热量不会产生明显的热噪声)，另一方面热噪声传播到变压器 外部，信号的能量损耗大，加上各种干扰，工程上很难实现(变压器运行 环境各种噪声很多，特别是电磁噪声、背景噪声很大，远大于因触头松动 故障引起过热传到变压器油箱外面的信号的能量)；由于分接开关切换过程 中引起振动的因素很多，特别是分接开关的枪机动作时的振动很大，给振 动分析带来困难，因此基于振动的分接开关故障诊断的关键是在被监测信 号中发现能反映故障的特征信号，另外，监测方法和监测后信号分析方法 也影响分接开关的故障诊断的准确性。
技术实现思路
本专利技术提出的是电力变压器有载分接开关切换触头松动故障诊断的方法及装置，其目的旨在针对0LTC故障诊断中存在的上述问题，根据0LTC 运行特点，并结合它正常和故障时不同的振动特性，经过理论分析与实验 发现了能反映分接开关切换触头松动故障的特征信号，即在分接开关切换 触头松动故障后，其振动信号经过适当处理，在频域信号中的800~1000Hz 范围内将会产生一明显的幅值较大的谱线。采取监测与信号分析方法，根 据被测信号中是否含有这一特征，诊断分接开关是否存在触头松动故障， 实现分接开关触头松动故障的监测与诊断。本专利技术的技术解决方案电力变压器有载分接开关切换触头松动故障诊 断的方法，其特征是一、对分接开关切换动作过程进行实时监测，在监测 的信号中，取时域信号主能量的后半部分，并避开时域信号中能量最大值 点；二、进行时频变换分析；三、经过分析，确定信号频域的800 1000Hz 范围内的幅值较大的谱线；四、比较，这一谱线较分接开关正常状态明显 增大，分接开关切换触头松动故障发生。电力变压器有载分接开关切换触头松动故障诊断的装置，其结构是在 变压器分接开关上安装振动传感器，振动传感器的输出端与信号调理电路 的输入端相接，信号调理电路的输出端与采集仪的输入端相接，采集仪的 输出端与信号处理器的输入端相接，信号处理器的输出端与显示器输入端 相连。信号处理器与显示器可由一台微机(工控机)代替完成。如果传感 器输出为大小合适的电压信号，或采集仪带有电荷放大器，则传感器输出 直接接采集仪的输入端，可省略专门的信号调理电路。本专利技术的优点1)所发现的故障特征量能准确反映分接开关切换触头 松动故障，特征明显，重复性好，经大量实验证实，对同一类型的分接开关具有很好的普遍性。2)基于振动频域信号800~1000Hz之间谱线峰值增 大的有载分接开关触头松动故障诊断技术工程实现简单，传感器安装方便。 3)采用工控机进行检测、处理与诊断，性能可靠，软件实现方便，人机界 面友好，诊断结论直观。附图说明图1为故障诊断系统的结构框图图2为诊断系统的试验框图图3是分接开关正常状态下振动信号的频域图。图4是分接开关切换触头松动故障状态下振动信号的频域图。图5是分接开关切换触头正常状态下的振动信号频域图形(实施例2)。图6是分接开关切换触头松动故障状态下的振动信号频域图形(实施例2)。图7是分接开关切换触头正常状态下的振动信号频域图形(实施例3)。图8是分接开关切换触松动故障状态下的振动信号频域图形(实施例3)。图9是分接开关切换触头正常状态下的振动信号频域图形(实施例4)。图10是分接开关切换触头松动故障状态下的振动信号频域图形(实施例4)。图1中的1是变压器分接开关，2是传感器，3是信号调理电路，4是采集 仪，5是信号处理器，6是显示器(用一台计算机代替信号处理器5和显示 器6)。具体实施方式 对照附图l，其结构是在变压器分接开关1上安装振动传感器2，传感器输 出信号经信号调理电路3转换后送采集仪4釆集，使用采集仪4采集到相关信号之后，通过信号处理器5进行信号分析，将得到的图像及诊断 结果在显示器6上显示出来。它们间的连接关系变压器分接开关1与传 感器2的输入端相接，传感器2的输出端与信号调理电路3的输入端相接， 信号调理电路(现有技术)3的输出端与采集仪4的输入端相接，采集仪4 的输出端与信号处理器5的输入端相接，信号处理器5的输出端与显示器6 相连。如果传感器输出为大小合适的电压信号，或采集仪带有电荷放大器， 则传感器输出直接接采集仪的输入端，不需要专门的信号调理电路。所述的振动传感器2为压电式加速度振动传感器，型号为CA-YD-103。 压电式加速度振动传感器又称压电加速度计，它是利用某些晶体材料的压 电效应制成的，它的输出电量正比于被测物体的振动加速度值。所述的采集仪型号为Gould 77-0801-NET，是一种高精度通用数据采 集仪，并配有电荷放大器，对输入信号进行采样，并能将采集数据送计算 机。信号处理器5与显示器6由一台普通计算机(微机)通过分析软件完成。因为采集仪有电荷放大器，所以，不需要专门的信号调理电路。 虽然振动信号可以从X、 Y、 Z三个方向进行监测，但从监测方便性考 虑，振动传感器安装在分接开关的顶端，主要监测分接开关垂直方向的振 动信号。在分接开关切换时，监测其振动信号，该信号经过采集仪采集之 后，通过计算机进行分析、处理，并进行故障诊断。实施例为了验证本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
电力变压器有载分接开关切换触头松动故障的诊断方法，其特征是：一、对分接开关切换动作过程振动进行实时监测，在监测的信号中，取振动时域信号主能量的后半部分，并避开振动时域信号中能量最大值点；二、进行时频变换分析；三、经过分析，确定信号频域的８００～１０００Ｈｚ范围内的幅值较大的谱线；四、比较，这一谱线较分接开关正常状态明显增大，分接开关存在切换触头松动故障。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜宁，王春宁，马宏忠，陈琳，王付宗，陆林，
申请(专利权)人：江苏省电力公司南京供电公司，河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]