[发明专利]电抗器多尺度故障诊断与监测系统

说明书

本发明提出了一种基于全息电气量(稳态、暂态电压和电流)的电抗器多尺度故障诊断与监测系统。本发明以电抗器各端子电压、电流的稳态和暂态故障录波数据为信号源，以电抗器等效电气参数(阻抗Z和导纳Y)的变化量为第一判据；以一定时段内电抗器等效电气参数变化量的分布概率为第二判据；以电抗器等效电气参数时移变化率的极性效应为第三判据；构造基于第一、第二、第三判据的综合异常率(Abnormal Ratio AR)矩阵，根据综合异常率矩阵AR各元素的数值，实施电抗器多尺度故障或绝缘缺陷的诊断与监测，辨识电抗器的过热性故障、电弧、局放、绕组变形、匝间短路等故障或缺陷的位置和严重程度。

技术领域

本发明属于电抗器故障或绝缘缺陷诊断与监测领域。本发明提出了一种基于全息电气量(稳态、暂态电压和电流)的电抗器多尺度故障诊断与监测系统.本发明以电抗器各端子电压、电流的稳态和暂态故障录波数据为信号源，以电抗器等效电气参数(阻抗Z和导纳Y)的变化量为第一判据；以一定时段内电抗器等效电气参数变化量的分布概率为第二判据；以电抗器等效电气参数时移变化率的极性效应为第三判据；构造基于第一、第二、第三判据的综合异常率(Abnormal Ratio AR)矩阵，根据综合异常率矩阵AR各元素的数值，实施电抗器多尺度故障或绝缘缺陷的诊断与监测，辨识电抗器的过热性故障、电弧、局放、绕组变形、匝间短路等故障或缺陷的位置和严重程度。

技术背景

电抗器是电力系统的重要补偿设备，承担着抑制电力系统过电压、消除潜供电流和无功调节等重任，其运行状况与电力系统的安全、稳定与经济运行密切相关。研发电抗器故障诊断与监测系统，具有重要的理论意义和工程实用价值。

DGA法是惟一能够对电抗器进行较全面故障诊断与监测的方法.DGA法可以追溯到1928年，是充油电抗器潜伏性故障最有效的诊断方法，受到了国内、外专家、学者和工程技术人员的普遍关注。IEC统计数据表明，DGA法有效地解决了世界各国充油电抗器约50％潜伏性故障的诊断问题。但DGA法也存在一些缺陷，(1)对发展较快的故障无效；(2)产气具有后效性和累积效应，即使瞬时性故障已经消失了，而气体组分和编码仍会存在一段时间；(3)不能诊断故障所的在芯柱和绕组；(4)不能诊断常见的绕组变形故障。

目前检索到的参考文献表明，迄今为止，还没有一种仅以稳态或暂态故障录波数据为信号源，全面实现电抗器故障诊断与监测的有效方法。国内外曾多次发生因电抗器故障诱发的重大事故，可见电抗器故障或绝缘缺陷诊断与监测的紧迫性和严峻性。针对电抗器故障或绝缘缺陷诊断与监测存在的问题和研究现状，开发一种有效地诊断和监测电抗器故障或绝缘缺陷的方法与系统，仍然是一个亟需解决的难题。

发明内容

本发明——电抗器多尺度故障诊断与监测系统，是一个由硬件和软件构成的故障诊断与监测系统，可对电抗器进行多尺度故障诊断与监测.本发明提出了一种以电抗器稳态或暂态故障录波数据(电压和电流)为信号源，以电抗器等效电气参数(阻抗Z和导纳Y)的变化量、等效电气参数变化量的分布概率和等效电气参数时移变化率的极性效应为判据，构造综合异常率(Abnormal Ratio AR)矩阵，实施电抗器多尺度故障或绝缘缺陷的诊断与监测。该诊断、监测方法与系统，可靠、实用、经济、便捷、可操作性强，在目前检索到的参考文献中，未见相关报道。

1.本发明的主要内容

(1)本发明以电抗器等效电气参数(阻抗Z和导纳Y)的变化量为故障诊断与监测的第一个判据。电弧、过热、局放、绕组变形等故障或绝缘缺陷的等效电气参数，都与一定的运行工况相对应；正常与故障状态电气参数的变化量，是辨识电抗器故障或绝缘缺陷的重要依据。

(2)本发明以一定时段内电抗器等效电气参数变化量的分布概率为故障诊断的第二个判据。任何工程实际系统，本质上都有一定的非线性和不确定性，电抗器的故障或绝缘缺陷都有一定的随机性。电抗器等效电气参数变化量的分布概率，是辨识电抗器故障或绝缘缺陷的重要依据。