一种配电变压器出线接头接触状态在线监测方法及系统与流程

一种配电变压器出线接头接触状态在线监测方法及系统，属于配电设备安全运行技术领域。

背景技术：

电能是与人民群众的生活和工农业生产及社会经济息息相关的能源，配电变压器作为电力系统中直接给用户供电的设备，其安全可靠运行至关重要。配电变压器供电回路包括配电变压器、连接的导体、电流互感器等等，由于通过电流而消耗一定的有功功率，包括：配电变压器自身损耗、回路电阻损耗、接头的接触电阻损耗，由于高、低压电流互感器之间的电气距离较短，回路电阻损耗往往较小，特别是高压侧的电流较小，所以高压侧回路的电阻损耗往往可以忽略不计。

而在配电变压器的低压侧，其电流值大大高于配电变压器高压侧的电流值（35kv配电变压器低、高压电流的倍数接近90倍）。由于回路中电阻损耗的功率损耗与电流的平方成正比，与电阻的大小成正比，因此一旦配电变压器的出线接头因接触不良而出现较大的接触电阻，消耗的有功功率也就相当可观，且在出线接头处消耗的有功功率全部转换为热能，使出线接头及其导体发热，甚至烧毁连接导体及其相关设备，发生火灾事故，引起供电中断。

在现有技术中，常规的出线接头接触情况的检测方法是在停电之后用直流电阻仪测量接头接触电阻或用红外热像仪测量接头部位的运行温度，由于需要在断电之后进行，因此会大大影响测量的可靠性，并且无法了解出线接头处在实时工况下的运行情况。而实践证明，配电变压器出线接头在实际运行时由于发热或烧毁设备造成的事故屡见不鲜，因此有必要加强其运行维护和实时状态监测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可以在配电变压器运行时对配线变压器的出线接头的运行情况进行监测，大大提高了检测可靠性的配电变压器出线接头接触状态在线监测方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该配电变压器出线接头接触状态在线监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a，信号采集模块获得配电变压器电源侧实际运行的电流信号，并同时将配电变压器电源侧的电流信号送入逻辑处理模块；

步骤b，信号采集模块分别得到配电变压器电源侧的输入功率p1和负载侧的输出功率p2，并将配电变压器电源侧的输入功率p1和负载侧的输出功率p2送入逻辑处理模块；

步骤c，逻辑处理模块获取配电变压器实时负载下损耗的有功功率△p；

步骤d，逻辑处理模块计算得到配电变压器出线接头损耗的有功功率p3；

步骤e，逻辑处理模块判断步骤d中计算得到的配电变压器出线接头损耗的有功功率p3是否超出设定值p4，如果超出设定值p4，执行步骤f，如果未超出设定值p4，返回步骤a；

步骤f，逻辑处理模块发出报警信号并将检测结果上传。

优选的，步骤b中所述的配电变压器实时负载下损耗的有功功率△p的计算公式为：

△p=pk+(i1/in)²po

其中：i1为步骤a中得到的配电变压器电源侧实际运行的电流信号，in为配电变压器电源侧的额定电流信号，pk为配电变压器额定的空载损耗，po为配电变压器额定的负载损耗。

优选的，步骤b中所述的配电变压器出线接头损耗的有功功率p3的计算公式为：

p3=p1-p2-△p

其中：p1为步骤b中得到的配电变压器电源侧的输入功率，p2为步骤b中得到的配电变压器负载侧的输出功率，△p为步骤c中得到的配电变压器实时负载下损耗的有功功率。

优选的，步骤e中所述的配电变压器出线接头损耗的有功功率p3设定值p4为500w。

配电变压器出线接头接触状态在线监测系统，包括配电变压器以及分别连接在配电变压器电源侧的进线和负载侧的低压母线，其特征在于：设置有逻辑处理模块以及信号采集模块，信号采集模块的输入端与电源侧和负载侧的电流采集单元、电压采集单元以及功率采集单元相连，信号采集模块的输出端与逻辑处理模块的输入端相连；还设置有通讯模块，所述的逻辑处理模块的输出端与通讯模块的输入端相连。

优选的，所述的电流采集单元包括设置在配电变压器与进线之间的电源侧电流互感器和设置在配电变压器与低压母线之间的负载侧电流互感器。

优选的，所述的电压采集单元包括设置在配电变压器与进线之间的电源侧电压互感器和设置在配电变压器与低压母线之间的负载侧电压互感器。

优选的，所述的功率采集单元包括设置在配电变压器与进线之间的电压侧电能表和设置在配电变压器与低压母线之间的负载侧电能表。

优选的，还设置有通讯模块，所述的逻辑处理模块的输出端与通讯模块的输入端相连。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

通过本配电变压器出线接头接触状态在线监测方法及系统，可以在配电变压器运行时对配线变压器的出线接头的运行情况进行监测，大大提高了检测的可靠性。

在本配电变压器出线接头接触状态在线监测方法中，是在配电变压器实际运行工况下实时测量和估算分析，包括：实际负载电流、实际环境温度等等，更能真实反映其运行状态，测量结果可信度更高，而且能发现一些常规检测方法不能发现的缺陷，超过规程规定限值，或者变化率明显增大，可以给配电变压器运行管理者实时发出告警信号，有效防范事故发生。

附图说明

图1为配电变压器出线接头接触状态在线监测系统电气原理图。

图2为配电变压器出线接头接触状态在线监测系统原理方框图。

图3为配电变压器出线接头接触状态在线监测方法流程图。

其中：1、进线2、电源侧隔离开关3、电源侧断路器4、电源侧电流互感器5、配电变压器6、负载侧电流互感器7、负载侧断路器8、负载侧隔离开关9、低压母线。

具体实施方式

图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。

实施例1：

在如图1所示的本配电变压器出线接头接触状态在线监测系统的电气原理图中，包括配电变压器5，进线1连接配电变压器5的高压侧（电源侧），配电变压器5的低压侧（负载侧）连接低压母线9，在进线1与配电变压器5的高压侧之间依次串联有电源侧隔离开关2、电源侧断路器3以及电源侧电流互感器4；在配电变压器5的低压侧与低压母线9之间依次串联有负载侧电流互感器6、负载侧断路器7以及负载侧隔离开关8。在配电变压器5的电源侧还设置有电源侧电压互感器以及电源侧电能表（图中均未画出），在配电变压器5的负载侧同时设置有负载侧电压互感器以及负载侧电能表（图中均未画出）。

如图2所示，配电变压器出线接头接触状态在线监测系统，包括：信号采集模块、逻辑处理模块以及通讯模块，电流互感器、电压互感器以及电能表的输出端同时连接信号采集模块的输入端，信号采集模块的输出端连接逻辑处理模块的输入端，罗技处理模块的输出端连接通讯模块的输入端，通讯模块的输出端连接客户端。

电流互感器即为上述设置在进线1与配电变压器5之间的电源侧电流互感器4以及设置在配电变压器5与低压母线9之间的负载侧电流互感器6；电流互感器即为上述设置在进线1与配电变压器5之间的电源侧电压互感器以及设置在配电变压器5与低压母线9之间的负载侧电压互感器；电能表即为上述设置在进线1与配电变压器5之间的电能表以及设置在配电变压器5与低压母线9之间的电能表。

信号采集模块用于接收电流互感器或电压互感器或电能表送入的数据，并将数据送入逻辑处理模块，逻辑处理模块接收到相应的数据之后进行计算，并对计算结果进行分析然后将分析得到的信息送入通讯模块，由通讯模块送入客户端。

如图3所示，一种配电变压器出线接头接触状态在线监测方法，包括如下步骤：

步骤1001，获取配电变压器5电源侧实际运行的电流信号i1；

信号采集模块通过电源侧电流互感器4获得配电变压器5电源侧实际运行的电流信号，并同时将配电变压器5电源侧的电流信号送入逻辑处理模块。

步骤1002，获取配电变压器5电源侧的输入功率和负载侧的输出功率；

信号采集模块根据分别设置在配电变压器5电源侧的电源侧电能表和负载侧的负载侧电能表获得配电变压器5电源侧的输入功率p1和负载侧的输出功率p2，信号采集模块同时将配电变压器5电源侧的输入功率p1和负载侧的输出功率p2送入逻辑处理模块。

步骤1003，获取配电变压器5实时负载下损耗的有功功率；

逻辑处理模块获取配电变压器5实时负载下损耗的有功功率△p，△p的计算公式为：

△p=pk+(i1/in)²po（1）

其中：i1为配电变压器5电源侧实际运行的电流信号，in为配电变压器5电源侧的额定电流信号，pk为配电变压器5额定的空载损耗，po为配电变压器5额定的负载损耗。

步骤1004，计算得到配电变压器5出线接头损耗的有功功率；

逻辑处理模块计算得到配电变压器5出线接头损耗的有功功率p3，p3=p1-p2-△p，

其中：p1为配电变压器5电源侧的输入功率，p2为配电变压器5负载侧的输出功率，△p为配电变压器5实时负载下损耗的有功功率。

步骤1005，配电变压器5出线接头损耗的有功功率是否超出设定值p4；

逻辑处理模块判断步骤1004中计算得到的配电变压器5出线接头损耗的有功功率p3是否超出设定值p4，如果超出设定值p4，执行步骤1006，如果未超出设定值p4，返回步骤1001；

在本配电变压器出线接头接触状态在线监测方法中，配电变压器5出线接头损耗的有功功率p3的设定值p4为500w，当配电变压器5出线接头损耗的有功功率p3超过500w时，则表示配电变压器5的出线接头处可能因接触不良等原因导致接触电阻过大。

步骤1006，发出警告信号并将检测结果发送至客户端；

逻辑处理模块发出警告信号，并将检测结果通过通讯模块发送至客户端。

具体工作过程及工作原理如下：

信号采集单元根据预设定的采集时间对配电变压器5电源侧和负载侧的信号进行采集，采集的数据包括：通过电源侧电流互感器4采集得到配电变压器5电源侧实际运行的电流信号，然后通过分别设置在配电变压器5电源侧的电源侧电能表和负载侧的负载侧电能表获得配电变压器5电源侧的输入功率和负载侧的输出功率，并将上述信号送至逻辑处理模块。

逻辑处理模块根据信号采集单元送入的数据进行计算，计算得到配电变压器5出线接头损耗的有功功率，并对该功率值进行判断，如果该功率值大于500w，则表示配电变压器5的出线接头处可能因接触不良等原因导致接触电阻过大，此时逻辑处理模块发出报警信号并通过通讯模块发送至客户端，如果配电变压器5出线接头损耗的有功功率为超出500w，则配电变压器5继续正常运行。

逻辑处理模块可通过常规的控制器实现，如plc，信号采集模块可通过常规的信号采集电路实现。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：在本实施例中，在配电变压器出线接头接触状态在线监测方法的步骤1002中，不通过设置在配电变压器5电源侧和负载侧的电能表获得配电变压器5电源侧的输入功率p1和负载侧的输出功率p2，而是通过设置在配电变压器5电源侧和负载侧的电源侧电流互感器4、负载侧电流互感器6、电源侧电压互感器以及负载侧电压互感器获得相应的电流值和电压值，然后通过电流值和电压值计算得到配电变压器5电源侧的输入功率p1和负载侧的输出功率p2。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。