[发明专利]变压器绝缘故障实时在线预警装置及预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障实时在线预警装置，特别涉及一种变压器绝缘故障实时在线预警装置及预警方法。

背景技术

随着电力系统向高压大容量方向发展，电力变压器的电压等级和单台容量也在不断提高，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。高压大容量电力变压器一旦发生事故，将会造成大面积停电，甚至危及整个电力系统的稳定运行，事故涉及面大、维修费用高、周期长，经济损失巨大。统计分析表明大型电力变压器事故发生的一个重要原因是绝缘故障，绝缘系统的状况直接决定了变压器运行的可靠性。

但由于理论的缺乏和技术的限制，目前的变压器绝缘故障研究集中在故障后的保护以及绝缘老化监测方面，暂时没有故障预警方法和相应的装置。当这些保护装置动作时或绝缘老化监测装置发现绝缘老化较为严重时，很有可能已经造成无法挽回的损失，甚至是重大安全事故。但绝大多数的绝缘故障都是有一个发展的过程，如果能实时准确的捕捉到变压器绝缘正常到故障之间的发展过程，就有可能实现变压器绝缘实时故障预警。变压器绝缘实时故障预警，是防止重大事故发生的最有效的手段之一，是提高供电可靠性和电力系统的经济效益的需要，也是继电保护的进一步发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器绝缘故障实时在线预警装置及预警方法，能够及时的捕捉到变压器绝缘正常到故障的发展过程，及时提供变压器绝缘故障预警信息，防止进一步发展为重大事故。

为了实现上述目的，技术方案如下文所述：

变压器绝缘故障实时在线预警装置，包括局部放电超高频传感器、局部放电超高频信号调理器、同轴电缆、铁芯接地电流传感器、铁芯接地电流信号调理器、屏蔽信号线、A/D采集卡、CAN通讯卡、工控机，A/D采集卡、CAN通讯卡分别安装在工控机内；局部放电超高频传感器安装在变压器检查孔或事故放油阀处，局部放电超高频传感器的输出端通过同轴电缆与局部放电超高频信号调理器的输入端相连，局部放电超高频信号调理器的输出端通过同轴电缆与工控机内部的A/D采集卡相连；铁芯接地电流传感器安装在变压器铁芯引出线与接地网连接处，铁芯接地电流传感器的输出端通过屏蔽信号线与铁芯接地电流信号调理器的输入端相连，铁芯接地电流信号调理器的输出端通过屏蔽信号线与工控机内部的A/D采集卡相连，工控机的CAN通讯卡与CAN网络相连。

变压器绝缘故障实时在线预警方法，包括以下步骤：

(1)、工控机对绝缘故障信号进行连续采集和分析与计算：工控机依次完成以下工作：五个工频周期的局部放电超高频信号的采集，采用多线程并发处理技术同步进行局部放电超高频信号的分析与计算和原始采样数据显示和存储，五个工频周期的铁芯接地电流信号的采集，采用多线程并发处理技术同步进行铁芯接地电流信号的分析与计算和原始采样数据显示和存储，五个工频周期的局部放电超高频信号的采集，周而复始；

(2)、工控机通过CAN通讯卡接收变压器工况信息，所述工况信息为变压器高低压侧断路器状态、一次侧与二次侧电压值、一次侧与二次侧电流值，然后识别出变压器的启动过程、空载运行、并网过程、负载运行、加负荷过程、减负荷过程、解列过程；

(3)、工控机通过CAN通讯卡把绝缘故障信号的分析与计算结果向其他设备发送；

(4)、工控机结合绝缘故障信号分析与计算结果和变压器工况信息，实时提供变压器绝缘故障预警信息；

(5)、工控机结合绝缘故障信号分析与计算结果和变压器工况信息，采用多种数据储存机制对原始采样数据进行储存。

多线程并发处理的技术为现有技术，描述如下：所述的工控机装载有变压器绝缘实时在线预警软件，在软件初始化时预先分别创建局部放电超高频原始采样数据的显示（线程Ⅰ）、局部放电超高频原始采样数据的存储（线程Ⅱ）、局部放电超高频信号的分析与计算（线程Ⅲ）、铁芯接地电流原始采样数据的显示（线程Ⅳ）、铁芯接地电流原始采样数据的存储（线程Ⅴ）、铁芯接地电流信号的分析与计算（线程Ⅵ）六个挂起的线程，当局部放电超高频信号采集完成时线程Ⅰ、线程Ⅱ、线程Ⅲ三个线程被激活，当完成局部放电超高频原始采样数据的显示、原始采样数据的存储、信号的分析与计算之后，线程Ⅰ、线程Ⅱ、线程Ⅲ三个线程被挂起；然后启动对铁芯接地电流信号的采集，铁芯接地电流信号的采集完成时线程Ⅳ、线程Ⅴ、线程Ⅵ三个线程被激活，当完成铁芯接地电流原始采样数据的显示、原始采样数据的存储、信号的分析与计算之后，线程Ⅳ、线程Ⅴ、线程Ⅵ分别被挂起，然后启动对局部放电超高频信号的采集；周而复始。

所述的局部放电超高频信号的分析与计算，包括以下几个步骤：