[发明专利]监测包括抽头变换器的变压器

说明书

本发明涉及一种用于监测包括抽头变换器的变压器的监测装置、方法和计算机程序产品。该变压器具有至少两个磁耦合绕组和抽头变换器，该抽头变换器包括阻抗元件和转换开关，该转换开关被配置为当在抽头变换操作期间在两个抽头变换器位置之间变换时逐渐地通过该阻抗元件。该方法在该监测装置中被执行，并且包括：获得(50)在第一变压器侧和第二变压器侧处记录的测量的功率传输特性的波形，处理(52、54、56)记录的波形以用于获得表示抽头变换操作的至少一个波形(Ploss)，以及从表示该抽头变换操作的该至少一个波形中提取(56、60)指示该抽头变换的性能的信息。

技术领域

本发明涉及一种用于监测包括抽头变换器的变压器的监测装置、方法和计算机程序产品。

背景技术

配备有抽头变换器(tap changers)的变压器频繁用于不同类型(诸如，在10kV及以上)的功率传输环境。包括抽头变换器的变压器能够改变绕组之间的匝数比，从而改变电压水平。这种能力存在于用于控制功率递送的许多系统中。

变压器通常是可靠的。它们失灵的可能性较低，诸如大约1％。然而，在失灵的那些1％的变压器中，通常20％至40％是由于抽头变换器的失灵。

这种情况的原因在于抽头变换器是变压器的具有机械移动元件的唯一部分。因此，变压器的这部分比变压器的其余部分更可能引起失灵。

因此，当监测变压器时，在匝数比改变时监测抽头变换(tap change)操作将是有意义的。如果执行这种监测，那么可能能够预测抽头变换器何时将要磨损。由此，可以更容易地计划维护，这在可靠性和经济性方面都是有利的。

在许多文档中描述了抽头变换器监测。

例如，US 2012/0173180公开了一种用于评估抽头变换器的健康的方法和设备。该健康通过使用第三放电信号来将第二放电信号与第一放电信号分离、并且通过将第二放电信号与第一初始值作比较来确定健康而被评估。第三放电信号可以是第二初始值或第四放电信号。第一初始值是在抽头变换器中生成的信号，并且第二初始值是在变压器的主油箱中生成的信号，而第一和第四放电信号是在抽头变换器的接地线中的高频电流。该文档还提到了输出电压检测器检测次级线圈的输出电压并且用于控制抽头变换器的用途。

EP 2541 572公开了一种用于抽头变换器的保护装置，其中通过抽头变换器的电流被检测并且用于生成电流指示信号。然后将电流指示信号的持续时间与阈值和所生成的故障指示信号(如果存在的话)作比较。

JPH 08-213257涉及基于与通过抽头变换器的电流相对应的电流信号来获得抽头变换的健康的度量。

JP 2000-208340涉及使用通过测量变压器的一侧上的功率传输特性而获得的波形。

然而，在可用于监测目的的波形中不容易检测到抽头变换。当变压器在高负载时使用时尤其如此。此外，仅仅在波形中检测的抽头变换通常是不够的。可能还需要从这种波形提取指示抽头变换器的健康的信息。由此可以看出，使用可用波形来确定变压器的健康可能非常困难。

因此，有意义的是以这种方式监测配备有抽头变换器的变压器，使得指示抽头变换器的性能的信息可以使用可用波形被提取并且用于状态监测目的。

本发明涉及这种变压器监测。

发明内容

本发明因此涉及关于抽头变换器操作来监测变压器。

根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于监测包括抽头变换器的变压器的监测装置来实现，其中变压器具有被布置在第一变压器侧和第二变压器侧的至少两个磁耦合绕组，并且抽头变换器包括阻抗元件和开关，该开关被配置为当在抽头变换操作期间在两个抽头变换器位置之间变换时逐渐地通过阻抗元件。该监测装置又包括：

波形分析器，该波形分析器可操作以