[发明专利]变压器故障检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种变压器故障检测方法及系统。

背景技术

电力设备是构成智能电网的核心部分，它的正常运行是电网安全的根本保证。在智能电网中变压器是核心设备，也是电力系统事故相对较多的设备之一。其运行可靠性直接影响电力工业的正常生产。随时检查变压器状态，发现并排除其可能发生的故障，已成为保障供电可靠性的重要手段。

在20世纪50年代随着电力系统设备监测概念的提出，各种不同的监测方法孕育而生。一些工业发达国家即开始状态监测和故障诊断技术的研究。到80年代至90年代，传感技术、计算机技术和光纤等高新技术的发展和应用，使电力设备的状态监测和故障诊断技术得到迅速发展。目前国内外对于变压器的状态监测，多采用局部放电监测、超声定位、绝缘油色谱分析等技术检测内部放电和绝缘状况。但每年定期的油样抽取不能为判断变压器的真正安全状态提供有意义的信息。为了提高智能电网安全稳定水平和电网设备管理效益，未来将需要加强和提升变压器的监控能力以及未来持续的预防性。

发明内容

基于此，本申请提出一种变压器故障检测方法及系统，其利用多频超声波技术在线对变压器进行故障检测。

一种变压器故障检测方法，包括如下步骤：采用多频超声波对变压器中的变压器油进行检测；获得多组频率不同的超声波参数；对超声波参数进行计算处理并获得超声波参数的特征值；将计算处理获得的超声波参数的特征值与变压器油参数建立联系，并将计算获得的超声波参数特征值与数据库中的标准特征值进行对比以确定变压器的运行状态。

在其中一个实施例中，所述获得多组频率不同的超声波参数的步骤中，获得的超声波参数包括接收到的超声波的幅值、相位、频率以及飞行时间。

在其中一个实施例中，所述对超声波参数进行计算处理并获得超声波参数的特征值的步骤包括利用多元统计分析方法对超声波参数进行初步计算和处理的步骤。

在其中一个实施例中，所述利用多元统计分析方法对超声波参数进行初步计算和处理的步骤之后还包括采用复数人工神经元网络数据分析方法对多元统计分析后得到的数据计算得到最终的超声波参数的特征值的步骤。

在其中一个实施例中，所述将计算处理获得的超声波参数的特征值与变压器油参数建立联系，并将计算获得的超声波参数特征值与数据库中的标准特征值进行对比以确定变压器的运行状态的步骤中，所述数据库中的标准特征值由采集多组正常运行时的变压器的超声波参数进行计算处理获得。

在其中一个实施例中，所述将计算处理获得的超声波参数的特征值与变压器油参数建立联系，并将计算获得的超声波参数特征值与数据库中的标准特征值进行对比以确定变压器的运行状态的步骤中，所述变压器的运行状态包括是否故障和故障类型。

一种变压器故障检测系统，包括产生和接收多频超声波的多频超声波传感器、控制多频超声波传感器工作的多频超声波控制单元及对多频超声波控制单元传来的数据进行分析处理的上位机；所述多频超声波传感器采用多频超声波对变压器中的变压器油进行检测并获得多组频率不同的超声波参数，多频超声波控制单元将超声波参数传递给上位机，所述上位机对超声波参数进行计算处理并获得超声波参数的特征值，将计算处理获得的超声波参数的特征值与变压器油参数建立联系，并将计算获得的超声波参数特征值与数据库中的标准特征值进行对比以确定变压器的运行状态。

在其中一个实施例中，所述多频超声波控制单元包括超声波接收控制单元和超声波发射控制单元。

在其中一个实施例中，所述超声波发射控制单元包括功率控制模块、发射控制模块、频率控制模块及发射驱动模块。其中，功率控制模块：根据变压器的类型和变压器容量的大小选择合适的功率信号指令，送发射控制模块处理；发射控制模块：根据频率控制模块和功率控制模块的输出信号，产生换能器发射需要的载波脉冲信号，送到发射驱动模块，频率控制决定载波频率，功率控制决定脉冲宽度和幅度,从而达到控制换能器发射功率的作用；发射驱动模块：将发射控制模块送来的脉冲信号经升压处理后产生大功率的输出信号,推动换能器发射合适的多频超声波。

在其中一个实施例中，所述超声波接收控制单元包括信号放大模块、选频模块及数模转换模块，信号放大模块将超声波传感器传输回来的信号进行放大，然后送至选频模块，对信号频率进行筛选，确定合适的频率范围，滤除干扰信号，从而得到准确的多频超声波信号模拟量，选频模块将多频超声波信号模拟量送到数模转换模块，数模转换模块将多频超声波信号模拟量转换为数字信号。