CN113687154B - 变压器的空载运行状态监测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种变压器的空载运行状态监测方法、装置、设备及介质，所述方法通过在检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定变压器的空载运行状态出现异常，进一步获取电感、电容、电阻各个分量的实测值及仿真值，并对每一分量的实测值和仿真值进行对比分析，当检测到任一分量的实测值和仿真值的差值大于对应的预设差值时，判定空载电流异常所对应的所述变压器具体故障类别，并向后台监控***发出报警，其能在变压器空载运行异常时进行具体分析和故障诊断，并发出报警，使得工作人员能够针对变压器的具体故障类别及时采取对应措施，进而保障设备和电力***的安全可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备监测技术领域，尤其涉及一种变压器的空载运行状态监测方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
大型变压器是交直流输电***中最重要和价格最高的设备之一，其设备质量关系到电力***的安全且可靠运行。目前国内外对变压器设备状态的评估主要基于油色谱、振动、局部放电等监测手段。变压器的空载运行状态的评估对于变压器的安全运行起着很重要的作用。而空载电流和空载损耗是大型变压器空载特性最重要的两个指标。目前行业内缺乏对大型变压器空载运行状态进行现场实时监测、分析和诊断的有效解决方案，这给大型变压器的可靠运行带来了安全风险，国内外已发生过多起因变压器空载特性异常导致的设备故障和电网安全事故。因此，亟需对变压器的空载运行状态进行分析与实时评估，并在变压器空载运行异常时及时发出警报，采取必要措施，以保障设备和电力***的稳定安全运行。
发明内容
本发明实施例提供一种变压器的空载运行状态监测方法、装置、设备及存储介质，其能对变压器的空载运行状态进行具体分析，并在检测到空载运行状态异常时对变压器的具体故障类别进行判断并报警。
本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法，包括：
获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形，其中，所述空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的；
当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常；其中，所述空载电流实测值是指所述空载电流实测波形的峰值，所述空载电流仿真值是指所述空载电流仿真波形的峰值；
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，提取所述空载电流实测值的电感分量实测值，以及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值；其中，所述预设第一差值大于0；
当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值，判定所述变压器出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，并向后台监控***发出报警。
作为上述方案的改进，在所述当检测到所述空载电流实测值和所述空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常之后，还包括：
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差小于预设第二差值时，获取所述空载电流实测值的电容分量实测值及所述空载电流仿真值的电容分量仿真值；其中，所述预设第二差值小于0；
当检测到所述电容分量实测值和所述电容分量仿真值的差值大于预设电容分量差值时，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，并向后台监控***发出报警。
作为上述方案的改进，在所述当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值之后，还包括：
获取所述空载电流实测值的电阻分量实测值和所述空载电流仿真值的电阻分量仿真值；
当检测到所述电阻分量实测值和所述电阻分量仿真值的差值大于预设电阻分量差值，判定所述变压器出现硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大的缺陷，并向后台监控***发出报警。
作为上述方案的改进，所述方法还包括：
获取所述变压器的空载损耗实测值和空载损耗出厂试验值；其中，所述空载损耗实测值是根据所述空载电流实测值和网侧电压实测值计算得到的；
当检测到所述空载损耗实测值与所述空载损耗出厂试验值的差值大于预设空载损耗差值时，判定所述变压器出现硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大的缺陷，并向后台监控***发出报警。
作为上述方案的改进，所述电感分量实测值、所述电阻分量实测值和所述电容分量实测值通过以下方式获取：
根据所述变压器的绕组结构、厂内绕组电容值测试数据，以及电容电流和空载电流的峰值的相位差，计算所述空载电流实测值的电容分量实测值；
根据所述空载电流实测值的电阻电流分量以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，计算不对称分量并提取得到电阻分量实测值；
将所述空载电流实测值减去所述电容分量实测值和所述电阻分量实测值之和，得到电感分量实测值。
作为上述方案的改进，所述获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形中，所述空载电流仿真波形通过以下方式获得：
根据所述变压器的参数、尺寸、材料特性及出厂试验数据，搭建电磁场有限元仿真模型；
基于所述仿真模型，得到所述变压器运行电压下的空载电流仿真波形。
相应地，本发明实施例提供了一种变压器的空载运行状态监测装置，包括：
实测和仿真波形获取模块，用于获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形，其中，所述空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的；
运行状态异常判定模块，用于当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常；其中，所述空载电流实测值是指所述空载电流实测波形的峰值，所述空载电流仿真值是指所述空载电流仿真波形的峰值；
分量实测和仿真值获取模块，用于当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，提取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电阻分量仿真值和电感分量仿真值；
电感分量异常报警模块，用于当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值，判定所述变压器出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，并向后台监控***发出报警。
相应地，本发明实施例还提供了一种变压器的空载运行状态监测设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的变压器的空载运行状态监测方法。
相应地，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的变压器的空载运行状态监测方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法、装置、设备及存储介质具有以下有益效果：
本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法，其通过获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形对其分析，其中，所述空载电流实测波形是通过电流纯光式电流互感器测得的，能有效提高测量的空载电流数据的精确度，当检测到所述空载电流实测值和所述空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常，并进一步检测到所述空载电流实测值和所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取电感分量实测值和电感分量仿真值，并在检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，并向后台监控***发出报警，其通过变压器的空载电流对变压器的运行状态进行具体分析，并在检测到变压器运行状态发生异常时对变压器的具体故障类别进行判断，同时发出报警，使得工作人员能够针对变压器的异常状态采取及时的措施，进而有利于维护电力***的安全可靠运行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的变压器空载电流电压的测量***结构图；
图3是本发明实施例提供的空载电流实测波形和空载电流仿真波形的对比示意图；
图4是本发明实施例提供的电感分量实测波形和电感分量仿真波形的对比示意图；
图5是本发明另一实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法的流程示意图。
图6是本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测装置的结构框图；
图2中：1、断路器，2、旁路开关，3、合闸电阻，4、纯光式电流互感器，5、电压互感器，6、变压器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先对本发明实施例中出现的名词进行解释，A与B的差值应当理解为A与B的差的绝对值，A与B的差应当理解为A减去B。则，在本发明实施例中，空载电流实测值和空载电流仿真值的差值应当大于等于零，空载电流实测值和空载电流仿真值的差可能大于零，也可能小于零，也可能等于零；且预设峰值差值、预设电容分量差值、预设电感分量差值、预设电阻分量差值和预设空载损耗差值均应当大于零。
参见图1，图1是本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法的流程示意图。本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法包括步骤S11到步骤S14：
步骤S11，获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形，其中，所述空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的；
步骤S12，当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常；其中，所述空载电流实测值是指所述空载电流实测波形的峰值，所述空载电流仿真值是指所述空载电流仿真波形的峰值；
步骤S13，当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值；其中，所述预设第一差值大于0；
步骤S14，当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值时，判定所述变压器出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，并向后台监控***发出报警。
需要说明的是，本发明实施例中获取变压器的空载电流实测波形、空载电流仿真波形、空载电流实测值、空载电流仿真值、电感分量实测值和电感分量仿真值并不一定局限在上述对应的步骤获取，在具体实施时可以根据情况调整。例如，可以在程序开始时即获取所有相干的数据。
在本发明实施例中，所述变压器的空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的，可以显著提高测量的空载电流数据的精确度，进而使得后续在根据空载电流实测值对变压器的运行状态进行评估时能够提供正确的数据，进一步能更加正确地对变压器的空载运行状态进行分析。具体的，可以采用现场的空载电流电压测量***测得，参见图2，图2示出了空载电流电压测量***的结构图，包括断路器1、装设在变压器6网侧的合闸电阻3，与合闸电阻3串联的纯光式电流互感器4，与合闸电阻3和纯光式电流互感器4所在的回路并联的旁路开关2和装设在在变压器6网侧的电压互感器5。在测试时，通过合上断路器1，即可对空载电流进行测量。具体的，当合闸后，空载电流达到第一个峰值，随后空载电流将逐渐衰减，直至降到稳定的空载电流，并得到稳定的空载电流实测波形。具体的，在本实施例中，选用空载电流实测波形的峰值代表空载电流实测值的大小，即在本发明实施例中，空载电流实测值是指空载电流实测波形的峰值。
具体的，参见图3和图4，图3示出了空载电流实测波形和仿真波形的对比示意图，图4示出了电感分量实测波形和电感分量仿真波形的对比示意图。在一种实施方式中，当通过纯光式电流互感器获取到空载电流实测波形时，提取对应的各个分量实测值，得到电感分量实测波形、电阻分量实测波形和电容分量实测波形并存储，并将空载电流实测波形与预先仿真得到的空载电流仿真波形进行对比分析，具体可以将空载电流实测波形的峰值和空载电流仿真波形的峰值进行比较，当两者的峰值的差值达到预设峰值阈值时，即获取电感分量实测波形和电感分量仿真波形进行对比分析。
在本发明实施例的步骤S12中，当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，此时认为所述空载电流实测波形和所述空载电流仿真波形存在明显差异，判定所述变压器的运行状态异常。若所述空载电流实测值和所述空载电流仿真值的差值不大于预设峰值差值，此时，判定所述变压器的空载运行状态为正常，并结束判断分析流程。
在本发明实施例的步骤S14中，当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值，判定所述变压器的出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，进而向后台监控***发出报警的同时，可以向后台监控***发送具体故障类别，以使得后台工作人员能记录每次报警所对应的变压器空载运行具体故障类别，给出针对性检修措施建议。
在一种实施方式中，所述步骤S11“获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形”中，所述空载电流仿真波形通过以下方式获得：
根据所述变压器的参数、尺寸、材料特性及出厂试验数据，搭建电磁场有限元仿真模型；
基于所述仿真模型，得到所述变压器运行电压下的空载电流仿真波形。
在本发明实施例中，为了能对变压器的空载运行状态进行分析，选取变压器的空载电流仿真波形与空载电流实测波形对比分析，进而对所述变压器的空载运行状态进行分析。
在一种可选的实施方式中，在所述步骤S12“当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常”之后，还包括：
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差小于预设第二差值时，获取所述空载电流实测值的电容分量实测值及所述空载电流仿真值的电容分量仿真值；其中，所述预设第二差值为负值；
当检测到所述电容分量实测值和所述电容分量仿真值的差值大于预设电容分量差值时，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，并向后台监控***发出报警。
在本发明实施例中，当所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差小于预设第二差值时，此时认为所述空载电流实测值远小于所述空载电流仿真值，此种情况下可初步判断所述变压器可能存在绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，为了进一步对该分析进行验证，需要进一步判断电容分量实测值和电容分量的仿真值，当所述电容分量实测值和所述电容分量仿真值的差值大于预设电容分量差值时，此时可判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的异常情况，即向后台监控***发出报警，以使得工作人员接收到报警信号及时采取维护措施。同样的，在向后台监控***发送报警信号的同时，也发送了具体故障类别给后台监控***。
在一种可选的实施方式中，在所述步骤S13“当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值”之后，还包括：
获取所述空载电流实测值的电阻分量实测值和所述空载电流仿真值的电阻分量仿真值；
当检测到所述电阻分量实测值和所述电阻分量仿真值的差值大于预设电阻分量差值，判定所述变压器出现硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大的缺陷，并向后台监控***发出报警。
在另一种可选的实施方式中，在所述步骤S13“当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值”之后，还包括：
获取所述空载电流实测值的电容分量实测值和所述空载电流仿真值的电容分量仿真值；
当检测到所述电容分量实测值和所述电容分量仿真值的差值大于预设电容分量差值时，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，并向后台监控***发出报警。
在一种实施方式中，所述电感分量实测值、所述电阻分量实测值和所述电容分量实测值通过以下方式获得：
根据所述变压器的绕组结构、厂内绕组电容值测试数据，以及电容电流和空载电流的峰值的相位差，计算所述空载电流实测值的电容分量实测值；
根据所述空载电流实测值的电阻电流分量以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，计算不对称分量并提取得到电阻分量实测值；
将所述空载电流实测值减去所述电容分量实测值和所述电阻分量实测值之和，得到电感分量实测值。
可以理解的是，变压器的空载电流的三个分量中只有电阻电流具有以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，因此，利用电阻分量的这个特性，即可计算并提取出空载电流的三个分量。
在一种可选的实施方式中，所述监测方法还包括：
获取所述变压器的空载损耗实测值和空载损耗出厂试验值；其中，所述空载损耗实测值是根据所述空载电流实测值和网侧电压实测值计算得到的；
当检测到所述空载损耗实测值与所述空载损耗出厂试验值的差值大于预设空载损耗差值时，判定所述变压器的设备质量或铁心状态异常，并向后台监控***发出报警。
在本发明实施例中，对变压器的空载运行状态不仅从空载电流进行分析，还从空载损耗进行分析，空载损耗为变压器铁芯在工作时的磁滞损耗和涡流损耗所造成的，因此，通过将所述空载损耗实测值与空载损耗出厂试验值进行比较，能够衡量变压器经过运输、安装后的设备质量和工作状态。
具体的，所述空载损耗实测值是由所述空载电流实测值和网侧电压实测值按照一个周期内积分方法计算得到的。由于在本发明实施例中，空载电流实测值是由测量精度更高的纯光式电流互感器测得的，能够使得通过空载电流计算得到的空载损耗实测值的结果更加精准，进而使得在根据空载损耗对变压器的运行状态进行监测时，能精准判断变压器的运行状况。
参见图5，图5示出了本发明另一实施例的的流程示意图。在该实施例中，所述方法包括通过空载电流实测值和仿真值的对比分析，判定变压器是否存在异常，并在判定存在异常时进一步对电容、电感和电阻各个分量的实测值和仿真值对比分析，以判断空载电流异常所对应的所述变压器具体故障类别并报警，同时，还包括通过空载损耗实测值和空载损耗实验值的对比分析，判断空载损耗异常所对应的所述变压器具体故障类别并报警，其能在变压器空载运行异常时进行具体分析和故障诊断，并发出报警，使得工作人员能够针对变压器的具体故障类别及时采取对应措施，进而保障设备和电力***的安全可靠运行。
进一步的，在本发明实施例中，还可以设置空载电流参考值，该空载电流可以从待监测的变压器历史测量得到的空载电流历史数据中选取变压器在空载运行处于正常状态下的空载电流数据作为空载电流参考值，也可以从相同型号的其他变压器的在空载正常运行情况下获得的空载电流数据作为空载电流参考值，并将该空载电流参考值与本次获得的所述空载电流实测值进行对比分析，并在检测到所述空载电流实测值与空载电流参考值存在明显差异时，判定所述变压器异常，并进一步对空载电流的各个分量进行对此分析，具体对比分析的原理和步骤可以参考上述各个分量的实测值与仿真值的对比分析的步骤和流程，例如，步骤S14，在这里不再作过多的赘述。
参见图6，图6是本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测装置的结构框图。本发明实施例提供的变压器的空载运行状态监测装置10，其用于执行上述实施例提供的变压器的空载运行状态监测方法的全部步骤和流程，包括：
实测和仿真波形获取模块11，用于获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形，其中，所述空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的；
运行状态异常判定模块12，用于当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常；其中，所述空载电流实测值是指所述空载电流实测波形的峰值，所述空载电流仿真值是指所述空载电流仿真波形的峰值；
分量实测和仿真值获取模块13，用于当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值；其中，所述预设第一差值大于0；
电感分量异常报警模块14，用于当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值，判定所述变压器出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，并向后台监控***发出报警。
在一种实施方式中，所述实测和仿真波形获取模块11中执行的“获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形”步骤中，所述空载电流仿真波形通过以下方式获得：
根据所述变压器的参数、尺寸、材料特性及出厂试验数据，搭建电磁场有限元仿真模型；
基于所述仿真模型，得到所述变压器运行电压下的空载电流仿真波形。
在本发明实施例中，为了能对变压器的运行状态进行分析，选取变压器的空载电流仿真波形与空载电流实测波形对比分析，进而对所述变压器的空载运行状态进行分析。
在一种可选的实施方式中，所述装置还包括电容分量异常报警模块，所述电容分量异常报警模块用于：
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差小于预设第二差值时，获取所述空载电流实测值的电容分量实测值及所述空载电流仿真值的电容分量仿真值；其中，所述预设第二差值为负值；
当检测到所述电容分量实测值和所述电容分量仿真值的差值大于预设电容分量差值时，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，并向后台监控***发出报警。
在本发明实施例中，当所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差小于预设第二差值时，此时认为所述空载电流实测值远小于所述空载电流仿真值，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮等异常情况，即向后台监控***发出报警，以使得工作人员接收到报警信号及时采取维护措施。
在一种可选的实施方式中，所述装置还包括电阻分量异常报警模块，所述电阻分量异常报警模块用于：
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电阻分量实测值和所述空载电流仿真值的电阻分量仿真值；
当检测到所述电阻分量实测值和所述电阻分量仿真值的差值大于预设电阻分量差值，判定所述变压器出现硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大的缺陷，并向后台监控***发出报警。
在本发明实施例中，当所述电阻分量实测值和所述电阻分量仿真值的差值大于预设电阻分量差值，判定变压器的设备质量或铁心状态异常，具体的，异常情况为硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大等。
在一种可选的实施方式中，所述分电感分量实测值、所述电阻分量实测值和所述电容分量实测值通过以下方式获得：
根据所述变压器的绕组结构、厂内绕组电容值测试数据，以及电容电流和空载电流的峰值的相位差，计算所述空载电流实测值的电容分量实测值；
根据所述空载电流实测值的电阻电流分量以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，计算不对称分量并提取得到电阻分量实测值；
将所述空载电流实测值减去所述电容分量实测值和所述电阻分量实测值之和，得到电感分量实测值。
可以理解的是，变压器的空载电流的三个分量中只有电阻电流具有以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，因此，利用电阻分量的这个特性，即可通过计算并提取出空载电流的三个分量的具体数值。
在又一种可选的实施方式中，所述监测装置还包括损耗异常报警模块，所述损耗异常报警模块用于：
获取所述变压器的空载损耗实测值和空载损耗出厂试验值；其中，所述空载损耗实测值是根据所述空载电流实测值和网侧电压实测值计算得到的；
当检测到所述空载损耗实测值与所述空载损耗出厂试验值的差值大于预设空载损耗差值时，判定所述变压器的设备质量异常，并向后台监控***发出设备质量异常的报警信号。
在本发明实施例中，对变压器的空载运行状态不仅从空载电流进行分析，还从空载损耗进行分析，空载损耗为变压器铁芯在工作时的磁滞损耗和涡流损耗所造成的，因此，通过将所述空载损耗实测值与空载损耗出厂试验值进行比较，能够衡量变压器经过运输、安装后的设备质量和工作状态。
相应地，本发明实施例还提供了一种变压器的空载运行状态监测设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的变压器的空载运行状态监测方法，例如图1中所述的步骤S11～S14；或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如实测和仿真波形获取模块11。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述变压器的空载运行状态监测方法中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成实测和仿真波形获取模块11、运行状态异常判定模块12、分量实测和仿真值获取模块13和电感分量异常报警模块14各个模块具体的工作过程可参考上述实施例的所述变压器的空载运行状态监测装置10的工作过程，在此不再赘述。
所述变压器的空载运行状态监测设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述变压器的空载运行状态监测设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是网页的文字排版设备的示例，并不构成对变压器的空载运行状态监测设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述变压器的空载运行状态监测设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述变压器的空载运行状态监测设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个网页的变压器的空载运行状态监测设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述变压器的空载运行状态监测设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述变压器的空载运行状态监测设备集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
相应地，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的变压器的空载运行状态监测方法，例如图1所述的步骤S11到步骤S14。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种变压器的空载运行状态监测方法，其特征在于，包括：
获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形，其中，所述空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的；
当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常；其中，所述空载电流实测值是指所述空载电流实测波形的峰值，所述空载电流仿真值是指所述空载电流仿真波形的峰值；
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值；其中，所述预设第一差值大于0；
当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值时，判定所述变压器出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，并向后台监控***发出报警；
其中，所述电感分量实测值通过以下步骤获取：根据所述变压器的绕组结构、厂内绕组电容值测试数据，以及电容电流和空载电流的峰值的相位差，计算所述空载电流实测值的电容分量实测值；根据所述空载电流实测值的电阻电流分量以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，计算不对称分量并提取得到电阻分量实测值；将所述空载电流实测值减去所述电容分量实测值和所述电阻分量实测值之和，得到所述电感分量实测值。
2.如权利要求1所述的变压器的空载运行状态监测方法，其特征在于，在所述当检测到所述空载电流实测值和所述空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常之后，还包括：
当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差小于预设第二差值时，获取所述空载电流实测值的电容分量实测值及所述空载电流仿真值的电容分量仿真值；其中，所述预设第二差值小于0；
当检测到所述电容分量实测值和所述电容分量仿真值的差值大于预设电容分量差值时，判定所述变压器出现绕组松动或内部绝缘受潮的缺陷，并向后台监控***发出报警。
3.如权利要求1所述的变压器的空载运行状态监测方法，其特征在于，在所述当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值之后，还包括：
获取所述空载电流实测值的电阻分量实测值和所述空载电流仿真值的电阻分量仿真值；
当检测到所述电阻分量实测值和所述电阻分量仿真值的差值大于预设电阻分量差值，判定所述变压器出现硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大的缺陷，并向后台监控***发出报警。
4.如权利要求1所述的变压器的空载运行状态监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述变压器的空载损耗实测值和空载损耗出厂试验值；其中，所述空载损耗实测值是根据所述空载电流实测值和网侧电压实测值计算得到的；
当检测到所述空载损耗实测值与所述空载损耗出厂试验值的差值大于预设空载损耗差值时，判定所述变压器出现硅钢片之间短接、多点接地或绕组电阻增大的缺陷，并向后台监控***发出报警。
5.如权利要求1所述的变压器的空载运行状态监测方法，其特征在于，所述获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形中，所述空载电流仿真波形通过以下方式获得：
根据所述变压器的参数、尺寸、材料特性及出厂试验数据，搭建电磁场有限元仿真模型；
基于所述仿真模型，得到所述变压器运行电压下的空载电流仿真波形。
6.一种变压器的空载运行状态监测装置，其特征在于，包括：
实测和仿真波形获取模块，用于获取变压器的空载电流实测波形和空载电流仿真波形，其中，所述空载电流实测波形是通过纯光式电流互感器测得的；
运行状态异常判定模块，用于当检测到空载电流实测值和空载电流仿真值的差值大于预设峰值差值时，判定所述变压器的空载运行状态出现异常；其中，所述空载电流实测值是指所述空载电流实测波形的峰值，所述空载电流仿真值是指所述空载电流仿真波形的峰值；
分量实测和仿真值获取模块，用于当检测到所述空载电流实测值与所述空载电流仿真值的差大于预设第一差值时，获取所述空载电流实测值的电感分量实测值及所述空载电流仿真值的电感分量仿真值；
电感分量异常报警模块，用于当检测到所述电感分量实测值和所述电感分量仿真值的差值大于预设电感分量差值，判定所述变压器出现铁心紧固件松动或铁心中产生异常气隙的缺陷，并向后台监控***发出报警；
其中，所述电感分量实测值通过以下步骤获取：根据所述变压器的绕组结构、厂内绕组电容值测试数据，以及电容电流和空载电流的峰值的相位差，计算所述空载电流实测值的电容分量实测值；根据所述空载电流实测值的电阻电流分量以空载电流峰值为轴呈不对称的特点，计算不对称分量并提取得到电阻分量实测值；将所述空载电流实测值减去所述电容分量实测值和所述电阻分量实测值之和，得到所述电感分量实测值。
7.一种变压器的空载运行状态监测设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的变压器的空载运行状态监测方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的变压器的空载运行状态监测方法。
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