[发明专利]一种变压器短路冲击后累积效应及诊断方法

说明书

本发明涉及一种变压器短路冲击后累积效应及诊断方法，其技术特点是：对变压器开展短路冲击试验，提取变压器短路冲击后累积效应的振动特征量；变压器短路冲击后累积效应诊断。本发明设计合理，其通过对三相变压器开展短路冲击试验，并在在试验的过程中记录记录变压器的振动特征参量，即振动熵、主频比和半频比，通过振动特征参量数据得出不同故障类型对于各个振动特征参量的影响，从而实现对变压器的故障进行诊断，对电力系统的安全运行有着重要意义。

技术领域

本发明属于输变电设备运维领域，涉及变压器故障诊断，尤其是变压器短路冲击后累积效应及诊断方法。

背景技术

电力变压器作为电力系统的枢纽设备，其安全稳定运行对于电网可靠性具有重要意义。在电网运行过程中，变压器事故多次发生，其中，约41％的变压器事故涉及绕组故障，主要原因为绕组抗短路能力不足。变压器遭受外部短路故障时，高幅值的短路冲击电流在绕组上产生巨大的洛伦兹力，引起绝缘材料塑性变形、磨损等，将进一步增加压紧力不足、匝间短路等故障出现的概率，降低绕组的抗短路能力。

短路冲击对绝缘材料和电磁线具有力、热累积效应。绕组机械状态在短路冲击后出现变化，相应的也会影响振动信号的特征。暂态振动信号受其他因素影响小，信噪比高，能较好的反映多次短路冲击时绕组的机械状态。目前对短路冲击下绕组振动机理和特性的研究不够完善，暂态声振信号的状态信息利用仍然不够充分，需要进一步从绕组振动特性入手深入研究短路冲击下绕组的振动响应，及多次短路冲击过程中振动信号的变化规律。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能够对变压器的故障进行诊断的变压器短路冲击后累积效应及诊断方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种变压器短路冲击后累积效应及诊断方法，包括以下步骤：

步骤1、对变压器开展短路冲击试验，提取变压器短路冲击后累积效应的振动特征量。

步骤2、变压器短路冲击后累积效应诊断。

而且，所述步骤1的具体实现方法为：首先采用三相变压器开展短路冲击试验，短路冲击试验的接线为三相电源连接三相变压器的三角形绕组，断路器连接三相变压器的星形绕组，然后进行后短路试验，对变压器绕组的良好、松动和变形状态分别进行多组试验；在试验的过程中采集电流波形以及振动信号，每组试验结束后测量每相绕组的短路阻抗值，并计算每组实验的振动特征向量。

而且，所述电流波形以及振动信号通过触发采集方式采集，所述触发采集方式为：分别在三相绕组对应的1/2油箱高度位置处布置多个振动测点，所述振动测点在高压套管出线侧自右向左布置，在低压套管出线侧自左向右布置；在高压套管出线侧和低压套管出线侧正对中间的位置布置传声器测点。

而且，所述振动特征量包括振动熵、主频比及半频比，所述振动熵的计算公式为：其中其中E_i为某一频率的信号能量，A_j为某一频率某一时刻的幅值；

所述主频比的计算公式为：其中，E₂为频率为50HZ的信号的能量，E₄为频率为100HZ的信号的能量；

所述半频比的计算公式为：

而且，所述步骤2的实现方法为：绘制出短路阻抗、振动熵、主频比和半频比的变化曲线图，并根据曲线图得出变压器的故障诊断方法，包括以下步骤：

①当振动熵数值稳定处于0.4以下时，则变压器的绕组处于健康状态；

②当振动熵、主频比和半频比发生跃变时，即主频比降低，半频比和振动熵增大，说明变压器的绕组出现松动的情况；