[发明专利]基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置

说明书

本发明涉及基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置，其中方法包括以下步骤：在变压器高压侧套管和低压侧套管处分别安装行波测量传感器，实时监测采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号；在变压器绕组正常时对输入端暂态行波信号进行识别分类，对输出端响应信号进行小波包分解特征提取建立大数据样本库；根据当前实时测得的暂态行波信号识别结果，调出样本库中同一类暂态信号作用下的响应样本与当前响应进行对比，求取相关系数；利用相关系数阈值判断绕组的变形情况。本发明可实现变压器绕组变形在线监测，抗干扰好、准确率高。

技术领域

本发明涉及电力设备在线监测技术领域，具体涉及一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法及装置。

背景技术

近年来，随着我国电网容量的不断扩大，经济的高速增长，对电网的安全稳定运行要求越来越高，变压器是电力系统的重要设备之一，其安全稳定运行关系着供电系统的可靠性。变压器在遭受出口短路冲击时，在大电流、强磁场的作用下绕组可能会承受较大的作用力，易造成绕组的鼓包、扭曲、错位等不同程度的变形，在长期累积的过程中可能造成严重的变压器事故。据不完全统计，变压器绕组变形故障约占变压器所有故障的30％，可见绕组变形故障是电力变压器的主要故障之一，研究变压器绕组变形的检测技术，跟踪绕组状态，及时做出预警具有重要的需求与意义。

国内外学者对变压器绕组变形的检测技术进行了大量研究，形成了以下常用的方法：短路阻抗法、低压脉冲法、频率响应法、超声波法以及振动法等。短路阻抗法以测量短路前后阻抗值的变化作为判断绕组是否变形的主要依据，原理简单，可实现在线监测，但该方法无法测出绕组轻微变形，灵敏度低、错误率较高。低压脉冲法已被列入I EC及I EEE变压器短路的测试标准中，但其用于现场测试时受电磁干扰大、可重复性差。频率响应法是目前应用较为广泛的一种变形检测方法，其主要优点是测量灵敏度高、可靠性强、多次测量之间误差小，但其只能离线测试，不能在线监测。超声波法和振动法为非电测法，振动法的缺点是绕组变形只是导致振动特征量变化的一个因素，因此易受外界干扰，可靠性差；超声波法需将传感器安装于变压器内部，难以满足绝缘要求，且易受变压器油位和温度等因素影响。

目前变压器绕组变形检测的方法大多是按计划定期地对变压器进行检测，不能在变压器运行时监测变压器内部绕组的状态，有可能未及时发现绕组变形造成严重的变压器事故。因此，如何对变压器绕组变形进行在线监测是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，针对上述变压器绕组变形检测方法的不足问题，本发明提出一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法，可对变压器运行期间的绕组状态进行监测，具有结构简单、易于安装、检测准确率高、在线检测等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种基于暂态行波的变压器绕组变形在线监测方法，其中，包括以下步骤：

步骤一：实时采集变压器绕组输入端和输出端的暂态行波信号集；

步骤二：根据行波信号的波形及频谱特征方法对测得的输入端暂态行波信号进行识别并分成N类；

步骤三：对输出端测得的变压器绕组暂态响应信号进行数据预处理，处理之后对其进行四层小波包分解，提取分解重构之后的第四层各频段小波包能量谱，将之作为特征向量；

步骤四：在变压器绕组处于正常状态时，提取变压器绕组在N类暂态行波信号作用下输出端响应信号的特征向量样本，建立大数据样本库；

步骤五：对当前采集的输入端暂态行波信号进行识别分类，对当前采集的输出端暂态行波信号进行小波包能量谱特征提取；

步骤六：根据步骤五的分类结果，调出样本库中变压器绕组正常时在同一类暂态行波信号作用下的特征向量，将当前变压器绕组输出端的暂态行波响应信号特征向量与之对比，求取相关系数R；