[发明专利]基于频率响应分析的干式电抗器匝间绝缘故障诊断方法在审

专利信息
申请号: 201810112793.4 申请日: 2018-02-05
公开(公告)号: CN108279359A 公开(公告)日: 2018-07-13
发明(设计)人: 俞华;王爱民;杨冬冬;王璇;原辉;刘宏;李杰;胡帆;牛曙;王伟;郭瑞宙 申请(专利权)人: 国网山西省电力公司电力科学研究院
主分类号: G01R31/02 分类号: G01R31/02;G01R31/12
代理公司: 山西华炬律师事务所 14106 代理人: 陈奇
地址: 030001*** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 幅频响应特性 电抗器阻抗 干式电抗器 空心电抗器 三相干式 匝间绝缘 相绕组 频率响应分析 故障诊断 频率电压 干式空心电抗器 频率响应分析仪 匝间短路故障 电压信号 匝间短路 检测 烧损 施加 诊断 运营
【权利要求书】:

1.一种基于频率响应分析的干式电抗器匝间绝缘故障诊断方法,包括以下步骤:

第一步、将三相干式空心电抗器(2)进行停电处理,将频率响应分析仪(9)的一个输入端通过一根频率响应分析引线(10)与电抗器引线(5)连接在一起,将频率响应分析仪(9)的另一个输入端通过另一根频率响应分析引线(11)与另一电抗器引线(6)连接在一起;

第二步、通过频率响应分析仪(9)分别对三相干式空心电抗器(2)的A相绕组、B相绕组和C相绕组,施加不同频率下的电压信号,频率范围为0-1000千赫兹,并获取各频率电压信号下的电抗器阻抗幅频响应特性曲线;

第三步、调取三相干式空心电抗器(2)投入运营时的电抗器阻抗幅频响应特性曲线,将第二步获取的各频率电压信号下的电抗器阻抗幅频响应特性曲线与三相干式空心电抗器(2)投入运营时的电抗器阻抗幅频响应特性曲线进行比较,若两条曲线的相关系数小于1,则诊断为三相干式空心电抗器(2)已发生匝间短路故障。

2.根据权利要求1所述的一种基于频率响应分析的干式电抗器匝间绝缘故障诊断方法,其特征在于,三相干式空心电抗器(2)的A相绕组在投入运行时的电抗器阻抗幅频响应特性曲线与各频率电压信号下的三相干式空心电抗器(2)的A相绕组的阻抗幅频响应特性曲线的相关系数的获取步骤如下:

第一步、在三相干式空心电抗器(2)的A相绕组在投入运行时,将一个正弦波扫频信号施加到三相干式空心电抗器(2)的A相绕组的一端,作为激励端,三相干式空心电抗器(2)的A相绕组的另一端作为响应端,测得每个频率下的响应端电压幅值(V2(fk))和激励端电压的幅值(V1(fk)),用响应端电压幅值(V2(fk))比上激励端电压的幅值(V1(fk))得到比值,再将该比值用对数形式表示,得到幅频响应特性曲线(H(fk)),fk=1,2,3…N,N为电压最大频率,一般为1×106Hz;公式如下:

H(fk)=20lg[V2(fk)/V1(fk)];

第二步、当重点怀疑三个单相干式空心电抗器很可能某一单相发生匝间短路时,将三相干式空心电抗器2进行停电,将一个正弦波扫频信号施加到三相干式空心电抗器2的A相绕组的一端,作为激励端,三相干式空心电抗器2的A相绕组的另一端作为响应端,测得每个频率下的响应端电压幅值W2(fk)和激励端电压的幅值W1(fk),用响应端电压幅值W2(fk)比上激励端电压的幅值W1(fk)得到比值,再将该比值用对数形式表示,得到幅频响应特性曲线G(fk),fk=1,2,3…N,N为电压最大频率,一般为1×106Hz;公式如下:

G(fk)=20lg[W2(fk)/W1(fk)]

第三步、先分别计算初始运营状态和重点怀疑故障状态幅频响应两个系列的标准方差,分别为DH、DG

再计算两个系列的协方差CHG,公式如下:

将两个系列的协方差归一化LRHG,公式如下:

从而计算两个系列的相关系数RHG,公式如下:

RHG=-lg(1-LRHG);

若,两条曲线的相关系数小于1,判定干式空心电抗器A相发生了匝间短路故障。

类似地,三相干式空心电抗器的B相、C相也分别获取阻抗幅频响应特性曲线,并与其正常的曲线进行比较,如果若两条曲线的相关系数小于1,则分别对应的三相干式空心电抗器的绕组已发生匝间短路故障。

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