[实用新型]一种基于行波技术的35kV干式电抗器匝间短路检测装置

说明书

技术领域

本实用新型输入电力系统电气设备状态监测方法范畴，使用与带电运行中的35kV干式电抗器的匝间短路故障监测装置结构技术领域。 

背景技术

电抗器是因其电感特性而应用于电力系统中的装置或器件，在电路中起到无功补偿、限流、平波、滤波、阻尼、移相等作用，是电力系统中一种常用的、重要的电力设备。随着电力系统的发展，电网容量和用电负荷越来越大，随之带来系统短路电流增大、峰谷悬殊、电压波动大、功率因数偏低和开关容量不够等问题。随着电子工业的发展。电力系统中接入了大量的非线性元件，这些元件使系统中出现了严重的高次谐波电流。为解决这些问题，需在大型枢纽变电所中安装电抗器，因此电抗器的需求量越来越大。干式空心电抗器与传统油浸式铁芯电抗器相比具有质量小、安装简单、维护量小、运行成本低等优点，近年来发展迅速，在电力系统中运用日益广泛。但干式空心电抗器在运行过程中时有匝间短路的现象发生，进而导致电抗器烧毁、系统被迫将其切除的事故。 

行波法于20世纪50年代提出，在电力系统输配电线路和埋地电缆的故障检测中得到了广泛的应用，其基本原理是依据波沿导体方向在介质中传播过程中遇到波阻抗不连续产生的透射和反射现象对导体波阻抗的连续性进行检测，从而对线路发生的开路、短路及不可靠连接进行判断。 

电抗器绕组的匝间短路是由于在投切过程的载流过电压累计效应、运输过程、生产阶段以及长时间运行下的绝缘老化等因素的影响下造成的绝缘损坏最终演变而成的线匝间的短路现象。图2给出了电抗器发生匝间短路的结构示意图。而行波法的原理则是基于波的传播方式，行波在媒质中传播时，由于波阻抗的改变，波形会发生反射。通过调研，电抗器绕组平均导线长度约为2000m，因此可以近似看成是多导体传输线，其在高频下寄生参数将其主要作用，而行波在绕组中的传播则主要由绕组导体的这些分布参数有关，当发生匝间短路时，该分布参数将发生改变，从而影响行波在绕组中的传播过程。当发生匝间短路时，可认为在电抗器绕组匝间并联了一个数值很小的跨接阻抗，该跨接阻抗可是为电抗器绕组的一个负荷间断点，入射波将在此位置发生透射和反射，从波的传播过程上则体现为波的反射时间提前，因此，利用反射波形的变化可以实现绕组故障的诊断。 

发明内容

本实用新型研究了基于行波技术的35kV干式电抗器匝间短路检测装置。该装置基于行波检测技术，实现35kV干式电抗器匝间短路故障检测，通过该散射参数获得了电容式电压互感 器的电压传输特性，用以修正采集信号，以获得准确的电压信息，满足其工程实用性要求。 

为了实现上述目的本实用新型采用如下所述的技术方案： 

一种基于行波技术的35kV干式电抗器匝间短路检测装置，由35kV干式电抗器与电压互感器、电流互感器连接，深度录波仪分别连接电压互感器、电流互感器，深度录波仪分别连接有电光转换器A、稳压电源并接地，在深度录波仪上罩有屏蔽箱；深度录波仪的电光转换器A通过光纤与电光转换器B连接，电光转换器B通过网线与远程微机连接。 

本实用新型的有益效果是：本装置能够记录故障发生时的稳态、低频故障信息，还能记录故障发生初期的高频暂态行波故障信息；启动判据全面、快捷，操作灵活；后台分析软件功能齐全，性能可靠；适用于对各种电压等级的变电站、发电厂进行行波故障记录与分析。通过在变电站、发电查安装该装置，可通过高频暂态行波记录及可靠数学方法评判实现35kV干式电抗器的状态监测，及时发现35kV干式电抗器绕组内部发生的匝间短路故障，为运行人员和继电保护装置提供可靠数据，并实现对变电站、电厂电力系统的保护，提高供电可靠性和安全性。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图； 

图2为电抗器绕组的匝间结构示意图； 

图3(a)为CVT①②端口间的电压传输特性幅频特性图； 

图3(b)为CVT①②端口间的电压传输特性相频特性图； 

图4为正常状态下的电抗器绕组波过程(第一指纹量) 

图5(a)为第一指纹量的小波变换分解系数图(第二指纹量)； 

图5(b)为第一指纹量的小波变换分解系数局部极大值图(第二指纹量)。 

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型。