一种换流变压器局部过热定位方法与流程

本发明涉及电气工程，具体为一种对换流变压器各结构发热特性的定位分析以及发生局部过热故障时的诊断新方法。

背景技术：

1、换流变压器在运行过程中，会在各结构上产生放热，不同的电换流变压器设计结构以及采用的材料会影响各部分热的产生。换流变压器主体从结构上分为由铁心柱、拉板、夹件、垫块、肺叶等结构组成的换流变压器铁心部分；由高压线圈、低压线圈、调压线圈、上压板、撑条、以及各线圈绝缘结构组成的换流变压器线圈部分；以及由箱盖、箱壁、箱底、外套管以及磁屏蔽等结构组成的换流变压器油箱部分。

2、换流变压器运行时的局部放热会向外辐射，使得变压器整体运行温度升高，各研究机构组织对变压器的运行温度进行了研究以及相关规定。国际电工委员会(iec)认为在:80-140℃的温度范围内，温度每增加6℃，变压器绝缘有效使用寿命降低的速度会增加一倍，这就是变压器运行的6℃法则。在其iec354《变压器运行负载导则》指出变压器热点温度达到140℃时，变压器油中就会产生气泡，气泡会降低绝缘或引发闪络，造成变压器损坏。国标gb1094中规定：油浸变压器绕组平均温升限值是65℃，顶部油温升是55℃，铁芯和油箱是80℃。iec还规定线圈热点温度任何时候不得超过140℃，一般取130℃作为设计值。

3、对换流变压器各结构件热场数据的采集，目前主要应用气体分析法、红外线测温法以及探针法。同时红外线测温法被大量应用于变电站等高压场合对变压器器身温度进行实时监测，但这种方法因为存在换流变压器油箱和变压器油的存在，多数情况下只能对油箱外表面进行温度监测，很难直接精确地检测到铁心以及结构件的温度运行状态。同时在判断是否发生局部故热故障时，无法准确判断出是否发生局部过热故障。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种换流变压器局部过热定位方法，其目的在于解决现有实时监测方法只能对油箱外表面进行温度监测，很难直接精确地检测到铁心以及结构件的温度运行状态。同时在判断是否发生局部故热故障时，无法准确判断出是否发生局部过热故障的问题。本方法通过对换流变压器温度和气体进行采集、分析，总结出相应规律，从而监测换流变压器的局部过热故障。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种换流变压器局部过热定位方法，步骤为：

4、步骤1：通过油箱温度探针、套管温度探针、上夹件温度探针、下夹件温度探针、拉板温度探针、铁心温度探针和绕组温度探针分别对换流变压器的油箱、套管、上夹件、下夹件、拉板、铁心和绕组进行温度监测，并通过产气规律监测装置对产气出口处进行产气实时监测；所述换流变压器的油箱上设有油箱温度探针，产气出口上安装有产气规律监测装置，套管上设有套管温度探针，上夹件上设有上夹件温度探针，下夹件上设有下夹件温度探针，拉板上设有拉板温度探针，铁心上设有铁心温度探针，绕组上设有绕组温度探针，且油箱温度探针、产气规律监测装置、套管温度探针、上夹件温度探针、下夹件温度探针、拉板温度探针、铁心温度探针和绕组温度探针均电信号连接数据分析终端；

5、步骤2：对采集的实时温度数据和产气数据基于bp神经网络算法确定的阈值判别是否发生局部过热；

6、步骤3：根据判别结果依次对油箱、套管、上夹件、下夹件、拉板、铁心和绕组进行温度是否局部过热的判断，并分别对局部过热部位进行结果输出并给出提示。

7、进一步的，所述产气规律监测装置分别对换流变压器油中的氢气、甲烷、乙炔、一氧化碳以及二氧化碳进行实时监测。

8、进一步的，所述bp神经网络算法是将变压器油中产气规律监测装置测得的氢气、甲烷、乙炔、一氧化碳以及二氧化碳气体含量作为输入值，将油箱温度探针、套管温度探针、上夹件温度探针、下夹件温度探针、拉板温度探针、铁心温度探针和绕组温度探针测得的工作温度作为输出值，并在输入值与输出值之间取得权值关系；取得输入值与输出值之间的计算过程为隐藏层，且所述隐藏层在每次迭代后更新权重；理想输出与实际输出差值的最小二乘法会从后往前传播，经过给定的迭代次数或差值最大值为阈值结束迭代，输出理想且真实的结果。

9、进一步的，所述bp神经网络算法的输入神经节点数量为5，输出神经节点数量为2，隐层神经元节点个数设置为10，迭代次数设为1000，误差目标为10-5。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、本发明对换流变压器局部过热问题进行了监测，结合测温探针、气体分析方法对换流变压器进行各结构各位置的温度测量、数据采集以及温度监测，并利用神经网络算法对换流变压器温度进行温度、气体数据分析，总结出一种随时间变化换流变压器各结构运行温度和变压器油不同气体含量的规律，通过逻辑对比对换流变压器局部发热进行诊断。

12、本发明的换流变压器局部过热定位方法有效的对换流变压器各结构进行了温度监测，能够实时显示各结构的温度，并判断各结构是否发生局部过热故障。针对换流变压器局部过热问题，可以实现快速找出发热点，从而保护换流变压器在安全工作温度下运行，提高换流变压器绝缘性能和使用寿命。

技术特征：

1.一种换流变压器局部过热定位方法，其特征在于：步骤为：

2.根据权利要求1所述的换流变压器局部过热定位方法，其特征在于：所述产气规律监测装置(1)分别对换流变压器油中的氢气、甲烷、乙炔、一氧化碳以及二氧化碳进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的换流变压器局部过热定位方法，其特征在于：所述bp神经网络算法是将变压器油中产气规律监测装置(1)测得的氢气、甲烷、乙炔、一氧化碳以及二氧化碳气体含量作为输入值，将油箱温度探针(7)、套管温度探针(8)、上夹件温度探针(2)、下夹件温度探针(3)、拉板温度探针(4)、铁心温度探针(5)和绕组温度探针(6)测得的工作温度作为输出值，并在输入值与输出值之间取得权值关系；取得输入值与输出值之间的计算过程为隐藏层，且所述隐藏层在每次迭代后更新权重；理想输出与实际输出差值的最小二乘法会从后往前传播，经过给定的迭代次数或差值最大值为阈值结束迭代，输出理想且真实的结果。

4.根据权利要求1所述的换流变压器局部过热定位方法，其特征在于：所述bp神经网络算法的输入神经节点数量为5，输出神经节点数量为2，隐层神经元节点个数设置为10，迭代次数设为1000，误差目标为10-5。

技术总结
本发明公开了一种换流变压器局部过热定位方法，首先，该方法对油箱温度探针、套管温度探针、上夹件温度探针、下夹件温度探针、拉板温度探针、铁心温度探针和绕组温度探针进行温度监测，并对产气规律监测装置进行产气实时监测；其次对采集的实时数据基于BP神经网络算法确定的阈值判别是否发生局部过热；根据判别结果依次对夹件、拉板、铁心、绕组、油箱、套管结构件进行温度是否局部过热的判断，最后对局部过热部位进行结果输出并给出提示。本发明方法能够实时显示各结构的温度，并判断各结构是否发生局部过热故障。针对换流变压器局部过热问题，可以实现快速找出发热点，从而保护换流变压器在安全工作温度下运行。

技术研发人员：刘磊,张飞,李龙飞,朱思瑞,杜兆广,葛志杰,温锦韬,辛子元,陈德志
受保护的技术使用者：国网新疆电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13