[发明专利]一种电力变压器绕组状态监测方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及电力变压器故障检测技术领域，尤其涉及一种电力变压器绕组状态监测方法及装置。

背景技术

电力变压器，是电力系统中的重要设备，其连接发电厂与变电所，可以升高电压将电能送往用电区，也能将电压降低为各级可使用电压，以满足不同的用电需求。如果电力变压器出现故障，会中断输电网络并造成严重的经济损失与严重的社会影响。因此，需要对电力变压器进行监测，以及时发现并排除故障，保证电力系统的正常运行。

变压器包括绕组与铁芯，其中，绕组发生故障的频率较高且危害也更大。绕组故障的表现形式为绕组变形，具体地，分为径向变形与轴向倾斜。绕组变形后，抗短路冲击力急剧下降，且容易造成绕组匝间短路的严重后果。因此，对电力变压器绕组故障的监测，主要是判断绕组是否存在变形。

目前，常用的绕组变形监测方法包括频率响应法，该方法是在绕组一端注入扫频信号，在另一端测量绕组传递过来的信号，根据测量到的信号计算绕组的传递函数，最后根据绕组在受到冲击前后传递函数的变化判断绕组是否变形。然而，该方法需要停止变压器的工作过程，不能实现在线监测。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种电力变压器绕组状态监测方法及装置，用以解决现有监测方法不能实现在线监测的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种电力变压器绕组状态监测方法，应用于正在运行的电力变压器，所述电力变压器中每个绕组对应的箱体表面上均布置有至少两个振动传感器，该方法包括：

获取每个所述振动传感器在预设时间段内各自采集的一组振动信号；

提取每组所述振动信号内各个目标振动信号中预设基频的振动幅值，获得多组振动幅值；其中，所述目标振动信号是根据预设采样间隔确定的振动信号；

针对每组振动幅值，获取该组内每两个相邻振动幅值之间的绕组振动变化量；

以各个所述绕组振动变化量为依据，生成振动相关性模型；

对所述振动相关性模型进行主成分分析，以确定所述电力变压器的绕组状态；其中，所述绕组状态包括正常状态或变形状态。

上述方法，优选地，所述振动信号中包含绕组振动及铁芯振动；

相应地，提取每组所述振动信号内各个目标振动信号中预设基频的振动幅值，包括：

利用下述式(1)，提取每组所述振动信号内各个目标振动信号中绕组振动的预设基频振动幅值；

α_w∝I²   (1)

其中，α_w为绕组振动的预设基频振动幅值，I为预设基频对应的电流；

利用下述式(2)，提取每组所述振动信号内各个目标振动信号中铁芯振动的预设基频振动幅值；

α_c＝f(U)   (2)

其中，α_c为铁芯振动的预设基频振动幅值，f(U)为预设基频对应电压的函数。

上述方法，优选地，所述针对每组振动幅值，获取该组内每两个相邻振动幅值之间的绕组振动变化量，包括：

利用下述式(3)，依据所述绕组振动的预设基频振动幅值，及所述铁芯振动的预设基频振动幅值，获取总体预设基频振动幅值；

其中，α_t为总体预设基频振动幅值，为绕组振动与铁芯振动之间的矢量夹角；

利用下述式(4)，针对每组总体预设基频振动幅值，获取该组内每两个相邻所述总体预设基频振动幅值之间的绕组振动变化量；