[发明专利]一种基于频响法的变压器绕组变形程度在线检测方法

说明书

本发明公开了一种基于频响法的变压器绕组变形程度在线检测方法，包括以下步骤：1、选取绕组正常的三相变压器为目标变压器，将目标变压器投入运行，目标变压器开始运行至t1时刻，对目标变压器绕组进行第一次响应电流的测量；2、构建第一频响曲线；3、目标变压器持续运行至需要检测的t2时刻，t2＞t1，根据步骤一的操作过程，对目标变压器绕组进行第二次响应电流的测量；4、构建第二频响曲线；5、计算第一频响曲线与第二频响曲线之间的整频段欧氏距离D，并据此判断变压器绕组变形程度。本发明能够适用于包括中性点不接地的任意拓扑结构的变压器绕组变形程度在线检测，能有效、准确的反映变压器绕组变形故障程度，适用性强，灵敏度高。

技术领域

本发明属于电力设备检测技术领域，尤其涉及一种基于频响法的变压器绕组变形程度在线检测方法。

背景技术

变压器在电力系统中承担着电能传输和变换的重要角色，是电力系统中最重要的电器之一，其安全稳定运行至关重要。根据国际大电网会议(CIGRE)数据，大约1/3的变压器故障是由绕组变形引起的。因此，变压器绕组运行状况的监测对变压器安全稳定运行至关重要。目前，变压器绕组变形检测方法有离线检测和在线检测两种。之前对于离线检测方法和诊断标准已有了大量的研究，然而离线检测不仅需要将变压器停运，而且需要将高压引线解开，将变压器与变电站电器网络隔离开，费时费力；而且，随着电网规模和框架的扩展，电网承担的输配电任务愈发繁重，停电检测会造成巨额损失。因此，在线检测凭借其不停电检测的优势顺势而生。目前对变压器绕组变形在线检测方法也做了一些研究，包括在线阻抗法、V-I轨迹法、光纤传感法等，然而在线阻抗法精确度与离线情况差异较大；V-I轨迹法容易受到测量设备的影响；光纤传感法可以对故障进行定位，但对未安装光纤的变压器不适用，而且也需要结合其他方法判断故障程度。

频响法通过测量变压器绕组的频响曲线(传递函数随频率的变化曲线)，观察频响曲线的变化，通过横向和纵向比较来判断绕组是否发生了变形，该方法以其高精确度和敏感度，在离线检测中得到广泛应用，离线检测变压器绕组变形时，变压器脱离电网，而且能够测量绕组两端的电压信号。而在线运行的变压器，不但绕组承受高电压和大电流，而且与电网连在一起。因此，在线频响法需要解决两个关键技术：1)对带电运行的绕组施加激励信号并获取响应信号；2)在难以获得绕组高压端响应电压信号的情况下，构造适用于在线运行变压器绕组变形检测的传递函数和判据。向带电运行的变压器绕组注入激励信号并提取响应信号，有基于高压套管末屏引出线的信号注入和检测技术、基于高压套管根部非接触式电容传感器的响应检测技术和利用罗果夫斯基线圈传感器在高压套管根部测量响应电流信号的技术等。但是截止目前，针对在线运行变压器绕组变形检测的传递函数和判据的研究非常缺乏。

目前有人提出过一种变压器绕组变形在线诊断方法，但是其诊断方法只适用于中性点接地的变压器，而实际情况中，很多变压器中性点不接地，因此对于中性点不接地的变压器，如何实现变压器绕组变形情况的在线检测是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于频响法的变压器绕组变形程度在线检测方法，以解决上述技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提出一种基于频响法的变压器绕组变形程度在线检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：选取绕组正常的三相变压器为目标变压器，将目标变压器投入运行，目标变压器开始运行至t1时刻，对目标变压器绕组进行第一次响应电流的测量，具体为对所述目标变压器绕组的其中一相套管通过第一罗果夫斯基线圈注入正弦扫频激励信号,信号频率f的取值范围为f₁≤f≤f_N，在所述目标变压器绕组的另外两相套管处分别通过第二罗果夫斯基线圈和第三罗果夫斯基线圈测量得到响应电流幅值I₂(f)、I₃(f)；

步骤二：根据步骤一中测得的目标变压器绕组的两相响应电流幅值构建第一频响曲线，公式为：