CN112119319A - 感应式的运行器件的状态分析 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种根据用于对感应式的运行器件(TR)进行状态分析的方法，在参考时间段期间检测声学的参考信号和可变的运行参量。从参考信号中产生参考数据组并且基于此执行回归分析。由此创建用于描述声学的参考信号的模型。在制造时间段期间，声学信号和运行参量被检测并且由此产生制造数据组。确定制造数据组与建模值之间的偏差，并且从该偏差执行状态评价。

Description

感应式的运行器件的状态分析

技术领域

本发明涉及一种用于感应式的运行器件的状态分析的方法，以及一种用于感应式的运行器件的状态分析的***，和一种具有这样的***的感应式的运行器件。

背景技术

为了分析感应式的运行器件、例如能量供应网络或扼流圈中的功率变压器的状态，迄今有时需要直接在感应式的运行器件的有源部分上执行测量或检查。为此，例如可以检查绕组的夹紧力，这通常是非常耗费的，因为运行器件典型地位于以绝缘材料填充的容器中。此外，必须从电网中取出用于测试的运行器件。复杂的测量，例如动态电阻测量或频率响应分析，FRA，一方面是繁琐的并且同样需要将运行器件与电网分离。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种改进的用于感应式的运行器件的状态分析的方案，所述方案简化状态分析。

该任务通过独立权利要求的主题来解决。其它实施方式是从属权利要求的主题。

该改进的方案基于这样的构思：在参考时间段期间记录运行器件的声学的参考信号以及随时间变化的运行参量，并且由此创建回归模型，该回归模型通过运行参量作为独立变量描述所述声学的参考信号。在制造运行期间，又记录声学信号和运行参量。然后，根据制造数据组与建模值的偏差来评价运行器件的状态。

根据改进的方案，提出一种用于对感应式的运行器件进行状态分析的方法。在此，在参考时间段期间检测运行器件或参考运行器件的声学的参考信号和多个随时间变化的运行参量。参考运行器件例如可以与运行器件结构相同。从参考信号中产生参考数据组。基于参考数据组执行回归分析并且由此创建用于通过运行参量描述声学的参考信号的模型。在制造时间段期间，检测声学信号(即，声学制造信号)和运行参量。从在制造时间段期间检测的声学信号中产生制造数据组。然后，确定在制造数据组与根据模型产生的那些值之间的偏差。从该偏差中执行状态评价。

尤其是，该偏差表示在制造时间段期间运行器件的参考状态或额定状态与运行器件的实际状态的差。

在参考时间段期间以及在制造时间段期间，运行器件或参考运行器件处于运行中。

在各种实施方式中，制造时间段和参考时间段可以重叠。尤其是，参考时间段也可以是运行器件或参考运行器件的制造性的运行时间段。

根据至少一个实施方式，参考运行器件或运行器件的状态在参考时间段期间相应于额定状态。额定状态例如可以对应于在维护之后不久或在参考运行器件或运行器件的最初制造之后不久的状态。

根据至少一个实施方式，在使用运行参量作为独立的回归变量的情况下进行回归分析。

根据至少一个实施方式，根据模型得到的值，即根据模型建模的值，基于在制造时间段期间检测的运行参量来确定。

根据至少一个实施方式，该方法包括在至少一个另外的制造时间段期间检测至少一个另外的声学信号和运行参量。从所述至少一个另外的声学信号中产生至少一个另外的制造数据组。从至少一个另外的制造数据组与根据模型建模的值之间的相应偏差产生运行器件的至少一个另外的状态评价。

根据至少一个实施方式，该方法包括从状态评价和所述至少一个另外的状态评价来确定运行器件的状态趋势。

根据至少一个实施方式，参考数据组基于制造数据组和/或所述至少一个另外的制造数据组被更新。借助对更新的参考数据组的回归分析来更新所述模型。

根据至少一个实施方式，该方法包括根据状态评价、至少一个另外的状态评价和/或状态趋势来建议和/或采取对运行器件的操作。

该操作可以包括例如运行器件的维护、检查、标记或关机。该操作例如可以包括：将运行器件与能量供应网络断开、例如自动地断开。该操作例如可以包括附加的、尤其是详细的测量，例如直接在有源部分上的测量。

因此，借助于该方法能够实现，在没有复杂的和耗费的物理测量的情况下直接在运行器件的有源部分上执行运行器件的状态评价。有利地，例如在运行器件的例行监控的范围内检测运行器件的运行参量。因此，关于声学信号的附加信息及其在参考运行参量的情况下的处理允许连续且简单地评价所述状态。

根据至少一个实施方式，借助声变换器或加速度传感器进行声学信号和/或声学的参考信号的检测。声变换器或加速度传感器在此被布置在运行器件上或在运行器件的内部中或在运行器件的有源部分上。在使用参考运行器件的实施方式中，用于检测参考信号的声变换器被布置在运行器件处或在运行器件的内部或在运行器件的有源部分上。

根据至少一个实施方式，声变换器或加速度传感器是电磁的、压电的或压阻的声变换器和/或微机电传感器MEMS。

根据至少一个实施方式，制造数据组的产生包括特征数据组的确定。所述特征数据组相应于所述声学信号的预先确定的频率分量的幅值的时间变化曲线。类似的情况适用于参考数据组。预先确定的频率分量例如可以相应于预期的共振或极点或者是其倍数。

根据至少一个实施方式，借助于至少一个传感器和/或至少一个监控装置或监测装置来检测运行参量。

根据至少一个实施方式，运行参量包括运行器件或参考运行器件的下述参量中的至少一个参量：绝缘介质温度、油温、热点温度、绕组温度、环境温度、负载电流、运行电压、运行器件或参考运行器件的分级开关的位置。优选地，所述运行参量包括所述参量中的多个参量。由此能够实现模型的更高的精度。

根据至少一个实施方式，回归分析包括线性回归分析，尤其是多线性回归分析。在这种情况下，从运行参量的线性组合中得出参考数据组。

根据至少一个实施方式，运行器件包括变压器、尤其是功率变压器，或者扼流圈、例如可调节扼流圈、尤其是可变分流反应器(VSR)。变压器或扼流圈例如可以是能量供应网络的一部分。

根据改进的方案，还提出一种用于对感应式的运行器件进行状态分析的***。该***包括测量装置和评估装置。测量装置被设置用于在参考时间段期间检测运行器件或参考运行器件的声学的参考信号和多个随时间变化的运行参量。此外，测量装置被设置用于在制造时间段期间检测声学信号和运行参量。评估装置被设置用于由参考信号产生参考数据组和由声学信号产生制造数据组并且执行参考数据组的回归分析。评估单元被设置用于借助于回归分析来创建用于通过运行参量描述声学的参考信号的模型，并且从在制造数据组与根据该模型建模的值之间的偏差来产生运行器件的状态评价。

根据至少一个实施方式，用于检测声学信号的测量装置包括声变换器或加速度传感器，所述声变换器或加速度传感器布置在运行器件上或在运行器件的内部中或在运行器件的有源部分上。

根据至少一个实施方式，用于检测运行参量的测量装置包括至少一个传感器和/或至少一个监控装置。

此外，根据改进的方案提出一种感应式的运行器件，尤其是变压器或扼流圈，所述感应式的运行器件包括根据改进的方案的用于状态分析的***。

***和感应式的运行器件的其它的设计方式和实现方式直接从所述方法的不同的设计方式中得出。

附图说明

下面将参照附图通过示例性实施方式来解释本发明。

在此，示出

图1示出根据改进的方案的具有示例***的运行器件的框图；和

图2A、2B示出从根据改进的方案的示例方法获得的数据组。

具体实施方式

图1示出感应式的运行器件，该运行器件在此仅示例性地构造为变压器TR、尤其是功率变压器并且配备有根据改进的方案的用于对运行器件进行状态分析的***。

变压器TR包括储箱或容器T，所述储箱或容器例如填充有绝缘介质，尤其是绝缘液体，例如变压器油。在储箱T的内部中布置有变压器TR的有源部分、尤其是变压器芯K以及变压器绕组W。此外，在储箱T的内部例如存在用于在不同的绕组抽头之间切换的分级开关SS。

所述用于状态分析的***包括测量装置M，该测量装置例如包括声变换器SW以及传感器UE。此外，所述***具有评估装置A，该评估装置与测量装置M有线或无线连接。评估装置A可以布置在变压器TR上或远离变压器TR布置。测量装置M的部件同样可以布置在变压器TR上或与变压器远离地布置。

声变换器SW例如布置在储箱T的外表面上。在备选的实施方式中，可能需要声变换器SW布置在储箱T内。传感器UE根据传感器UE的类型或者可以由此检测的运行参量或者布置在储箱T内部(例如在测量绕组温度或油温时)或者布置在储箱外部(例如在测量运行电压或环境温度时)。

测量装置M可以备选于或附加于声变换器SW而包含加速度传感器，并且备选于或附加于传感器UE而包含监控装置或监测装置。

在根据改进的方案的方法的范围中，声变换器SW或加速度传感器在参考时间段期间检测声学的参考信号，所述声学的参考信号是变压器TR的运行噪声的成像。

与此并行地，传感器UE或监控装置检测变压器TR的一个或多个运行参量作为时间的函数，例如绝缘介质温度、环境温度、负载电流、运行电压、分级开关SS的位置和/或其它运行参数。

所述评估装置A从参考信号中产生参考数据组并且执行参考数据组的回归分析。基于此，创建用于通过运行参量描述声学的参考信号的模型。

在位于参考时间段之后的制造时间段期间，声变换器SW或加速度传感器检测声学的制造信号，该声学的制造信号同样是变压器TR的运行噪声的成像，然而在稍后的时间点。在图2A中示例性地示出运行器件的运行噪声的频谱。

与此并行地，传感器UE或监控装置检测也在参考时间段期间所检测的那些运行参量或其一部分。

评估装置从参考信号中产生参考数据组并且从声学信号中产生制造数据组。为此，例如将由传感器UE测量的物理参量(例如加速度g)或由其导出的参量确定为用于特征频率或特征频率范围的时间的函数。为此，图2B示例性地示出由加速度传感器测量的在200Hz附近的频率范围内的加速度(图2B中的点)。

然后，确定在制造数据组与根据模型计算出的对应值(图2B的点)之间的偏差(图2B中的实线)。所述偏差于是可以视为用于运行器件的状态的度量。

可选地，***可以根据对状态的评价而建议或开启操作，例如运行器件的维护或运行器件与电网的断开。

为了改善状态评价，也可以可选地对于多个特征频率或频率范围执行所述偏差。

参考信号和/或制造信号例如可以由测量装置M或评估装置A存储，例如以波形文件格式存储。

可选地，也可以使用多个声变换器或加速度传感器来检测声学信号，以便改善该方法的精度和有效性。

此外，有利的可以是，检测运行器件的尽可能多的不同的运行参量并且将所述运行参量包括到回归分析中，以便改善其精度。

附图标记列表

TR 运行器件

T 储箱

K 芯

W 绕组

SS 分级开关

A 评估装置

M 测量装置

SW 声变换器或加速度传感器

UE 传感器或监控装置。

Claims (14)

1.一种用于感应式的运行器件的状态分析的***，所述***包括

-测量装置(M)，所述测量装置被构造用于

-在参考时间段期间检测所述运行器件(TR)或参考运行器件的声学的参考信号和多个随时间变化的运行参量；和

-在制造时间段期间检测声学信号和运行参量；和

-评估装置(A)，所述评估装置被设置用于

-由所述参考信号产生参考数据组，并且由所述声学信号产生制造数据组；

-执行所述参考数据组的回归分析，并且因此创建用于通过所述运行参量描述所述声学的参考信号的模型；

-由在制造数据组与根据模型建模的值之间的偏差来产生运行器件(TR)的状态评价。

2.根据权利要求1所述的***，其中，所述测量装置(M)为了检测所述声学信号而包括声变换器(SW)或加速度传感器，所述声变换器或加速度传感器布置在运行器件(TR)上或布置在运行器件(TR)的内部或布置在运行器件(TR)的有源部分上。

3.根据权利要求1或2所述的***，其中，所述测量装置(M)为了检测所述运行参量而包括至少一个传感器(UE)和/或至少一个监控装置。

4.一种感应式的运行器件，包括根据权利要求1至3中任一项所述的用于状态分析的***。

5.一种用于感应式的运行器件的状态分析的方法，所述方法包括：

-在参考时间段期间检测所述运行器件(TR)或参考运行器件的声学的参考信号和多个随时间变化的运行参量；

-由所述参考信号产生参考数据组；

-创建用于通过所述运行参量描述所述声学的参考信号的模型，其中，所述模型的创建包括对所述参考数据组的回归分析；

-在制造时间段期间检测声学信号和运行参量，并且由所述声学信号产生制造数据组；

-由制造数据组与根据模型建模的值之间的偏差来产生对运行器件(TR)的状态评价。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括根据所述状态评价的结果来建议、开启和/或采取对所述运行器件(TR)的操作、尤其是自动地开启和/或采取对所述运行器件的操作。

7.根据权利要求5或6所述的方法，还包括

-在至少一个另外的相应的制造时间段期间检测至少一个另外的声学信号和所述运行参量；

-由所述至少一个另外的声学信号产生至少一个另外的制造数据组；和

-由在所述至少一个另外的制造数据组和根据模型建模的值之间的相应的偏差来产生运行器件(TR)的至少一个另外的状态评价。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括

-基于所述制造数据组和/或所述至少一个另外的制造数据组来更新所述参考数据组；和

-借助对更新的参考数据组的回归分析来更新所述模型。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其中，借助声变换器(SW)或加速度传感器来检测所述声学信号，所述声变换器或加速度传感器布置在运行器件(TR)上或布置在运行器件(TR)的内部或布置在运行器件(TR)的有源部分上。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，所述制造数据组的产生包括对特征数据组的确定，所述特征数据组对应于所述声学信号的预先确定的频率分量的幅值的时间变化曲线。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的方法，其中，借助至少一个传感器(UE)和/或至少一个监控装置来检测所述运行参量。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的方法，其中，所述运行参量包括所述运行器件(TR)或所述参考运行器件的下述参量中的至少一个参量：

-绝缘介质温度；

-热点温度；

-绕组温度；

-环境温度；

-负载电流；

-运行电压；

-分级开关位置。

13.根据权利要求5至12中任一项所述的方法，其中，所述回归分析包括线性回归分析。

14.根据权利要求5至13中任一项所述的方法，其中，所述运行器件(TR)包括变压器或扼流圈。

Images