油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能变电站技术领域，特别是涉及油浸式变压器内部局部过热判断与 过热点定位方法。
【背景技术】
[0002] 油浸式变压器内部局部过热会给变压器的安全运行造成非常大的威胁，因此，对 油浸式变压器运行状况进行在线监测，以便能够及时地发现变压器内部的故障隐患，有着 非常重要的意义。当前的技术主要是基于油中气分析进行变压器内部过热分析，主要存在 以下不足：1、反应不及时，基于油中气分析的方法，从过热故障产生到发现故障至少需要经 过下列过程："故障-发热-温度-上升-相关材料受热裂化-产生微量气体-取油样-分 析油样确定故障"，或"故障-放电一产生微量气体_取油样_分析油样确定故障"因此反 应滞后；2、不能进行故障定位：取出油样是从变压器的固定取油口取出，不能反应变压器 故障点3、多数情况下需要人工取油。因此目前方法很难检测变压器内部某个局部的温度， 当从外部检测能够察觉到变压器温度过高时已经发生很严重的故障了，会严重影响变压器 的正常运行。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供油浸式变压器内部局部过热判断与过 热点定位方法，根据振动信号随局部温度变化特点，利用振动信号中800Hz~1800Hz频段 的信号判断出油浸式变压器内部有无局部过热故障。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：油浸式变压器内部局部过热判断 与过热点定位方法，其特征在于：该方法在油浸式变压器有载运行下进行，共有5个步骤， 步骤（1) - (3)在确认油浸式变压器内部没有局部过热故障时对变压器的不同位置进行振 动信号的测量，对测量值求和后乘以一定系数作为过热的温度阈值，步骤（4) - (5)为油浸 式变压器在正常运维中的检测，并判断变压器内部有无局部过热故障的步骤：
[0005] (1)设置数据采集仪采样频率和采样时长，连续5次采集针对变压器的不同位置 的各路传感器检测到的振动信号；
[0006] (2)上位机PC对采集到的振动信号先进行滤波处理，再进行时频变换，得到各路 振动传感器每次采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段内振动信号全部分量的幅值；
[0007] (3)对每路振动传感器5次采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段内振动信号全部 分量的幅值进行求和，得到每路振动传感器每次采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段各分 量幅值之和，将每路振动传感器单次采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段各分量幅值之和 乘以一定系数后分别得到油浸式变压器各位置的过热的温度阈值T1A、T1B、Tie…，将上述温 度阈值存储在上位机PC中；
[0008] (4)在变压器正常运维中，重复步骤（1) - (3)，重新得到的每路振动传感器5次采 样测量结果中，若有连续3次以上采样的振动信号800Hz~1800Hz频段处各分量幅值之和 大于该位置的温度阈值时，进入步骤（5)，否则返回步骤（4);
[0009] (5)各路振动传感器某次采样的振动信号频谱中800Hz~1800Hz频段处各分量幅 值之和与其对应的油浸式变压器某位置的温度阈值的比值分别表不为Xu、Xie、Xic…。
[0010] 在比值X1A、A1B、Aie…中，当某个比值大于2,该振动传感器所在位置对应变压器 内部位置出现明显内部局部过热故障；当某个比值大于1且小于等于2,该振动传感器所在 位置对应变压器内部位置为轻微局部过热故障；当某个比值小于等于1，该振动传感器所 在位置对应变压器内部位置为正常状态，变压器内部没有发生局部过热故障。
[0011] 前述的油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法，步骤（3)中的时频变 换采用傅里叶变换。
[0012] 前述的油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法，步骤（3)中的一定系 数为2. 2~3。
[0013] 油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法，其特征在于：该方法在油浸 式变压器有载运行下进行，共有5个步骤，步骤（1) -(3)在确认油浸式变压器内部没有局部 过热故障时对变压器进行采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段内振动信号的全部分量的 幅值测量，并将测量值折算求和处理后，乘以一定系数作为过热的温度阈值，步骤（4) - (5) 为油浸式变压器在正常运维中的检测，并判断变压器内部有无局部过热故障的步骤：
[0014] (1)设置数据采集仪采样频率和采样时长，在变压器负载电流为70%~100%额 定电流状态下，连续5次采集各路振动传感器检测到的振动信号和变压器的负载电流值I;
[0015] (2)上位机PC对采集到的振动信号先进行滤波处理，再进行时频变换，得到各路 振动传感器每次采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段内振动信号全部分量的幅值；
[0016] (3)对每路振动传感器5次采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段内振动信号全部 分量的幅值的折合值进行求和，得到每路振动传感器单次采样信号频谱中800Hz~1800Hz 频段各分量幅值的折合值之和，将各分量幅值的折合值之和乘以一定系数后分别得到油浸 式变压器各位置的温度阈值T2A、T2B、T2e…，将温度阈值和该状态时的电流值存储在上位机 PC中，该状态时的电流值为前述的电流值I;
[0017] (4)在变压器正常运维中，重复步骤（1) - (3)，重新得到的每路振动传感器连续5 次采样测量结果中，若有连续3次采样的振动信号800Hz~1800Hz频段处各分量幅值的折 合值之和大于该位置的温度阈值时，进入步骤（5)，否则返回步骤（4);
[0018] (5)各路振动传感器某次采样的振动信号频谱中800Hz~1800Hz频段处各分量 幅值的折合值之和，与其对应的油浸式变压器某位置的温度阈值的比值分别表示为A2A、 入 2B、入 2C...
[0019] 在比值A2A、A2B、A2e…中，当某个比值大于2,该振动传感器所在位置对应变压器 内部位置就出现明显内部局部过热故障；当某个比值大于1且小于2,该振动传感器所在位 置对应变压器内部位置为轻微局部过热故障；当某个比值小于等于1，该振动传感器所在 位置对应变压器内部位置为正常状态，没有发生局部过热故障。
[0020] 进一步地，当步骤（4) - (5)中检测变压器内部局部过热故障时油浸式变压器的负 载电流和步骤（1) -(3)中确定温度阈值时油浸式变压器的负载电流相等，振动传感器单次 采样信号频谱中800Hz~1800Hz频段各分量幅值的折合值与振动传感器单次采样信号频 谱中800Hz~1800Hz频段各分量幅值相等。
[0021] 进一步地，当步骤（4) - (5)中检测变压器内部局部过热故障时油浸式变压器的负 载电流与步骤（1) _(3)中确定温度阈值时油浸式变压器的负载电流不等，则需先将测量值 的各分量按式（1)进行折合，折合后再求和；用下式折合振动信号在800Hz~1800Hz频段 处的频谱分量幅值：
[0023] 上式中，々,是任意负载电流下振动信号在800Hz~1800Hz频段处各分量幅值，Ax' 是Ax的折合值，K是检测过热故障时油浸式变压器负载电流I*与确定温度阈值时的电流I 的比值；再对各频段分量幅值的折合值求和。
[0024] 前述的油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法，步骤（3)中的时频变 换采用傅里叶变换。
[0025] 前述的油浸式变压器内部局部过热判断与过热点定位方法，步骤（3)中的一定系 数为2. 2~3。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：可以方便在判断变压器内部有无局 部过热故障，且能够过热点定位；由于变压器振动信号中，800Hz~1800Hz分量幅值比周围 频段内分量幅值大，有较强的抗干扰能力；反应及时：过热产生振动，外部振动与内部过热 几乎同时产生，因此能及时发现故障；基于振动监测，监测系统与变压器没有电气联系，不 对设备的正常运行造成影响；变压器外部监测，工程实现方便。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的系统结构框图；
[0028] 图