[发明专利]用于变压器诊断的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及功率变压器的领域，并且具体涉及变压器的联机诊断。

背景技术

变压器大体上形成输电系统的主要部分，提供了将一个电压等级转换为另一电压等级的可能性。输电系统中的变压器通常代表着巨额投资，并且通常除非订购才制造。在需要更换输电系统中的变压器的情形中，更换经常是漫长的过程。为了防止救援行动中需要更换变压器的情形，期望检测出早期出现的问题，以便能够执行必要的维修或者有计划的更换。

变压器联机监控系统被设计为在变压器运行中检测并指示可以指示变压器状态恶化的变压器特性的偏差。可以被监控的特性的示例是温度、易燃的溶解气体、和套管电容。

变压器阻抗是已经用于变压器诊断的另外的特性。通常，变压器阻抗已经被脱机确定，即从变压器从输电系统断开连接时执行的测量确定。

在US2010/0188240中，提出当变压器在运行时监控变压器阻抗。联机阻抗监控的可能性会有很大益处，由于变压器的阻抗携带关于变压器状态的有用信息，而为了确定阻抗将变压器从输电系统断开是昂贵的。在US2010/0188240中，提出通过测量变压器端子处的电流A和电压E获得关于变压器阻抗的信息，并且使用关系式E_iH-E_jL＝Z_ija_ij和A_iH＝a_il+a_i2+a_i3从这些测量生成(在三相系统中)的9x9阻抗矩阵，其中a_ij代表变压器端子电流；指数H和L分别指示“高压侧”和“低压侧”；指数i＝1，2，3指示高压端子的相位；并且指数j＝1，2，3指示低压端子的相位。如US2010/0188240中所讨论的，求解由所提出的分析获得的等式系统引入了相当大的计算复杂性，并且因此提出模型的简化。然而，即使没有采用这种简化，由所提出的方法获得的结果的精确度通常也不足以用于变压器诊断的目的。

发明内容

本发明的目的是提供用于变压器的联机诊断的更精确的方法。

这个问题由如下的变压器诊断方法解决，该方法可以用于至少具有负载绕组和源绕组(source winding)的变压器。该方法包括对于至少两个不同变压器负载采集指示变压器负载的电流的测量以及至少一个另外的变压器AC信号的测量。该方法进一步包括从所采集的测量导出取决于至少一个变压器特性以及变压器负载的至少两个量值，以及从导出的值确定一组用于表示预计所述量如何随变压器负载变化的关系式的系数。该方法进一步包括在执行变压器的诊断中使用至少一个所述系数。

通过发明的方法，提供了确定除此之外难以测量的变压器特性值的方式。此外，本发明的诊断方法可以被有利地用于联机情形，因此有助于监控和诊断而无需使变压器脱机。

这里使用术语变压器AC信号指代来自集合{I₁，I₂，V₁，V₂}的信号，其中I₁、I₂分别是通过变压器的源绕组和负载绕组的电流，并且V₁、V₂分别是跨变压器的源侧和负载侧的电压。

通过从测量设备直接接收测量信号，或者通过从诸如计算机可读存储器或者不同的诊断装置的另一个源接收测量数据，可以执行测量的采集。

一般可以依据包含至少一个变压器特性的表达式描述系数的值。一些系数实际上等于变压器特性的值，在这样情况下表达式变得简单。在诊断方法的一个实施例中，执行诊断包括使用至少一个系数用于获取至少一个变压器特性，使用系数如何由变压器特性而定的表达式。由此，在这个实施例中，可以从联机测量确定变压器特性的值，提供关于变压器状态的有用信息。通过进一步采集在不同负载处的测量，并且确定可以确定特性的新值的一组新的系数，可以不时重复变压器特性的确定。

在诊断方法的一个实施例中，执行诊断包括采集在第一监控负载的至少一个端子AC信号的联机监控测量；从该监控测量导出量的基于测量的值；并且通过使用所述关系式和所述系数确定在第一监控负载处的量的预期值。然后，将量的基于测量的值与量的预期值相比较，以便检测引起该量改变的任何变压器问题。由于该量取决于至少一个变压器特性，所以量所取决于其的变压器特性的改变将会反映在该量的值中。由此，通过该量的联机监控，可以有效地实现对量所取决的特性的联机监控。如果期望，可以依据改变的指示确定变压器特性的实际值。