CN114755611B - 基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置 - Google Patents

基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114755611B
CN114755611B CN202210233339.0A CN202210233339A CN114755611B CN 114755611 B CN114755611 B CN 114755611B CN 202210233339 A CN202210233339 A CN 202210233339A CN 114755611 B CN114755611 B CN 114755611B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sound wave
turn
winding
short circuit
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210233339.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114755611A (zh
Inventor
杨小强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Creation Vocational College
Original Assignee
Chongqing Creation Vocational College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Creation Vocational College filed Critical Chongqing Creation Vocational College
Priority to CN202210233339.0A priority Critical patent/CN114755611B/zh
Publication of CN114755611A publication Critical patent/CN114755611A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114755611B publication Critical patent/CN114755611B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62Testing of transformers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1209Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1281Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of liquids or gases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Locating Faults (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置,包括在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置;确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度;配置声波发射模式;基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波;利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号;滤除声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号;在超过预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路。本申请的方法在相应的模式下执行声波发射,以及在接收端接收检测信号,从而能够判断变压器的各绕组是否存在匝间短路。

Description

基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置
技术领域
本发明涉及变压器故障检测技术领域,尤其涉及一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置。
背景技术
随着国民经济的快速发展,电网规模迅速扩大,变电设备作为电网中能源传输的核心和枢纽,必须确保其持续、稳定和可靠的运行以杜绝电网发生重大故障。变电设备中的油浸式变压器是变电站的核心,其承载着大容量的电能变换与输送,其安全可靠的运行是电网正常稳定运行的基础,一旦其发生故障,会造成整个区域电网瘫痪,严重危害供电可靠性和安全性。
现有技术中,变压器继电保护装置的基本配置为电流速断保护和过电流保护。但电流保护动作之后,仅能够确定变压器发生了故障。但在不拆开变压器的情况下,无法判断是否发生了匝间短路,更无法判断匝间短路故障的具***置。
发明内容
本发明实施例提供一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置,实现无需拆开油浸式变压器即可判断匝间短路故障,并且在一些示例中能够判断出匝间故障的具***置。
本发明实施例提出一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法,所述变压器包括多项绕组,包括:
在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,基于一组声波发射装置和声波接收装置构成覆盖该项绕组的声波检测通路,且声波检测通路与变压器的绕制方向具有设定的夹角;
基于变压器的绕组变比以及变压器容量确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度,并确定当前测试环境的环境温度;
配置声波发射模式,不同的声波发射模式具有对应的声波发射参数,其中不同线径、不同绕组高度以及不同的环境温度的声波发射参数不同,以使得在没有故障的情况下,经过一条相近的声波检测通路后,声波接收装置接收到的声波信号具有相近的信号峰值;
基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波;
利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号,且所述第二时长大于所述第一时长;
滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号;
判断所述待检信号的峰值是否超过预设阈值,在超过所述预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路。
在一些实施例中,根据在各项绕组接收到的声波信号进行对比,或者,根据在该项绕组多个位置分别接收到的声波信号进行对比,以确定无故障声波检测通路,以及
以无故障声波检测通路接收的声波信号作为背景信号来确定目标峰值范围。
在一些实施例中,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波,与,利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号是同时进行的;
所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
基于无故障声波检测通路接收的声波信号在第二时长对应的时间轴的起始位置,确定声波信号在该项绕组中的传播速度。
在一些实施例中,在判断该项绕组存在匝间短路的情况下,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置。
在一些实施例中,在初始情况下,声波检测通路垂直于变压器的绕制方向,根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置包括:
确定所述第二时长的起始时刻与所述待检信号的起始时刻之间的差值;
基于所述差值与所确定的声波信号在该项绕组中的传播速度的乘积确定匝间短路的位置。
在一些实施例中,在确定匝间短路的位置之后,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
按照预设的角度间隔,改变声波接收装置的接收角度,重复接收声波信号;
基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度。
在一些实施例中,基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度包括:
确定无法接收提取到匝间短路对应的待检信号时,声波接收装置基于初始状态的角度改变量;
根据所确定的匝间短路的位置到初始状态的声波接收装置之间的距离、声波接收装置的角度改变量以及声波接收装置的移动量,确定匝间短路故障的宽度。
本发明实施例提出一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测装置,所述变压器包括多项绕组,控制器、声波发射装置以及声波接收装置,包括:
在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,基于一组声波发射装置和声波接收装置构成覆盖该项绕组的声波检测通路,且声波检测通路与变压器的绕制方向具有设定的夹角;
基于变压器的绕组变比以及变压器容量确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度,并确定当前测试环境的环境温度;
利用所述控制器,配置声波发射模式,不同的声波发射模式具有对应的声波发射参数,其中不同线径、不同绕组高度以及不同的环境温度的声波发射参数不同,以使得在没有故障的情况下,经过一条相近的声波检测通路后,声波接收装置接收到的声波信号具有相近的信号峰值;以及,
基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波;
利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号,且所述第二时长大于所述第一时长;
利用所述控制器,滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号;
判断所述待检信号的峰值是否超过预设阈值,在超过所述预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路。
本发明实施例提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本申请各实施例所述的基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法的步骤。
本发明实施例利用配置声波发射模式,并在相应的模式下执行声波发射,以及在接收端接收检测信号,从而判断变压器的各绕组是否存在匝间短路,在一些示例中还可以判断出匝间短路的具***置。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本实施例的油浸变压器匝间短路检测定位方法的基本流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提出一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法,本申请的方案应用于使用油浸式变压器,也即单匝变压器绕组采用绝缘纸包覆,且变压器绕组浸入变压器油中。如图1所示,本申请的变压器匝间短路检测定位方法包括如下步骤:
在步骤S101中,在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,基于一组声波发射装置和声波接收装置构成覆盖该项绕组的声波检测通路,且声波检测通路与变压器的绕制方向具有设定的夹角。具体的构成声波检测通路的声波发射装置和声波接收装置可以是相对的,从而能够保证声波接收装置能够正确接收到声波信号。可以在变压器投入运行之前即设置好声波发射装置和声波接收装置。针对油浸式变压器的变压器绕组之间没有空气间隙,且包覆绝缘纸之后的各匝绕组紧密排列,本示例中以绕组整体进行考虑,在该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,从而能够提高获取到故障信号的信号峰值。
在步骤S102中,基于变压器的绕组变比以及变压器容量确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度,并确定当前测试环境的环境温度。具体的变压器的绕组变比以及变压器容量可以通过查询变压器铭牌获得,可以预先根据变压器的变比以及容量进行测试,并制备关系表,从而确定出常规铜材质下的变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度。本示例中进一步考虑了环境温度对声波在导体中传播速度的影响,从而能够进一步保证后续对匝间短路故障位置进行定位的精度。
在步骤S103中,配置声波发射模式,不同的声波发射模式具有对应的声波发射参数,其中不同线径、不同绕组高度以及不同的环境温度的声波发射参数不同,以使得在没有故障的情况下,经过一条相近的声波检测通路后,声波接收装置接收到的声波信号具有相近的信号峰值。本示例中声波可以是常规声波,超声波等具体可以根据实际需要确定,具体的声波发射参数可以预先在试验环境测试获得,一般情况下,低压侧变压器的绕组线粗于高压侧绕组,而高压侧绕组的线长于低压侧绕组。利用配置后的声波信号在经过无故障的声波检测通路的情况下,声波信号能够衰减到设定的幅值区间。具体的可以在同一项上的设置多条声波检测通路,例如按照指定的距离间隔在同一项绕组上布置多个声波发射装置和声波接收装置,从而能够将整个绕组覆盖,并且能够基于该项绕组接收到多个声波信号。本实施例中所指的设定的幅值区间可以是一个窄范围的幅值区间,设置一个窄范围的幅值区间可以在信号处理过程中仅关注来自于声波检测通路的被检信号,屏蔽掉可能来自于导体传播的声波信号,便于后的信号处理过程。利用本发明方法在经过少量的测试之后即可获得多种电压等级下的声波配置模式,从而将本发明方法应用于各种场景下执行匝间短路故障的测试。并且通过配置声波发射模式的方式可以极大降低后期执行信号处理的过程的复杂程度,而不需要考虑例如环境温度等因素带来的误差。
在步骤S104中,基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波,同时,利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号,且所述第二时长大于所述第一时长。具体的利用声波发射装置向该项绕组的声波检测通路发射第一预设时长的声波。利用声波的测试方式能够在无需拆解变压器,甚至在变压器运行过程中,按照指定的时间间隔对变压器发射声波信号,以完成检测,从而实现带电的在线运行监测。本示例中对发射第一预设时长的声波的方式不做限定,例如可以将第一预设时长划分为多个子时间段,在每个子时间段发射一小段声波信号,通过这样的方式在后续信号处理中可以将第二预设时长内的信号进行信号增强,从而便于后期的信号过滤等。本示例中所指的同时是在同一时刻开启该声波检测通路的声波接收装置,以接收声波信号。在后续信号处理中,可以根据该开始接收声波信号的时刻,来实现对匝间短路故障的具体定位。
在步骤S105中,滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号。本示例中可以设计两个峰值范围,例如包括第一目标峰值范围和第二目标峰值范围,用于分别滤除来自于导体传输的声波峰值信号和来自于声波检测通路的声波峰值信号,由于存在油纸,因此相比仅在导体中传播的情况可能可能存在两种不同的衰减,特别的对于低压侧绕组导线长度较短的情况,来自于导体的衰减会低于来自声波检测通路衰减。本示例中滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号之后,即可获得可能存在的故障信号。声波信号在经过存在匝间短路故障的故障位置,由于导体与导体接触,而其他匝间具有油纸绝缘,因此在故障位置发生衍射效果,本示例中通过过滤目标峰值范围内的信号,由此可以确定待检信号。
在步骤S106中,判断所述待检信号的峰值是否超过预设阈值,在超过所述预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路。本示例中可以再试验环境下确定预设阈值的具体范围。经过前述声波信号处理之后的待检信号,若待检信号的信号峰值超过预设的阈值,则判定该项绕组的该声波检测通路存在匝间短路故障。
本发明实施例利用配置声波发射模式,并在相应的模式下执行声波发射,以及在接收端接收检测信号,从而判断油浸式变压器的各项绕组是否存在匝间短路,本实施例方法是一种无损的检测方法,可以无需对变压器绕组进行拆解即可获得相应的检测结果。在一些示例中还可以判断出匝间短路的具***置,从而指导对变压器的维修工作。
在一些实施例中,根据在各项绕组接收到的声波信号进行对比,或者,根据在该项绕组多个位置分别接收到的声波信号进行对比,以确定无故障声波检测通路,以及
以无故障声波检测通路接收的声波信号作为背景信号来确定目标峰值范围。
具体的,对于第一目标峰值范围可以采用如下方式获得,在该项绕组的所有声波检测通路均确定该项目绕组无故故障的情况下,基于在第二时长范围内接收到的声波信号确定该第一目标峰值范围,并且该第一目标峰值范围可以应用于对应的一侧,例如低压侧绕组或者高压侧绕组。
对于第二目标峰值范围,可以采用如下方式获得,在该项绕组的多条声波检测通路进行对分析,确定无故故障的情况下,则可以以无故障声波检测通路接收的声波信号作为背景信号来确定第二目标峰值范围。同样的可以将所确定的第二目标峰值范围应用于对应的一侧,例如低压侧绕组或者高压侧绕组。
在一些实施例中,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波,与,利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号是同时进行的。本实施例中所指的同时,是指声波发射装置发射声波和声波接收装置接收声波是同时进行的。本示例中,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:基于无故障声波检测通路接收的声波信号在第二时长对应的时间轴的起始位置,确定声波信号在该项绕组中的传播速度。本示例中进一步利用基于无故障声波检测通路接收的声波信号在第二时长对应的时间轴的起始位置来确定在绕组中的传播速度,例如在第二时长的时间轴上确定开始接收声波信号到接收到声波信号的第一时间差,基于该项绕组的高度以及该第一时间差,即可确定声波信号在绕组中的传播速度。
在一些实施例中,在判断该项绕组存在匝间短路的情况下,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置。具体的,可以在前述确定出声波信号在绕组中的传播速度的基础上,根据待检信号的起始位置在第二时长所对应的时间轴中的位置来确定匝间短路的位置。
在一些实施例中,在初始情况下,声波检测通路垂直于变压器的绕制方向,根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置包括:
确定所述第二时长的起始时刻与所述待检信号的起始时刻之间的差值;
基于所述差值与所确定的声波信号在该项绕组中的传播速度的乘积确定匝间短路的位置。
具体的本实例中将发生匝间短路的位置作为声源,由此可以基于待检信号的起始位置与第二时长的起始时刻的第二时间差,来确定匝间短路的位置。
在一些实施例中,在确定匝间短路的位置之后,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
按照预设的角度间隔,改变声波接收装置的接收角度,重复接收声波信号。具体的在前述在该项绕组间隔布置多个声波接收装置以及声波发射装置的基础上。本实例中进一步的,角度间隔可以是不固定的,例如渐变的,也可以是固定的。可以根据前述间隔布置的距离确定相应的角度间隔,在确定该声波检测通路存在匝间短路之后,可以重复利用该声波检测通路的声波发射装置发射声波信号,并基于该声波检测通路的声波接收装置左右一定范围内的其他声波检测通路的声波接收装置重复接受声波信号。在一些存在匝间短路故障的情况下,本示例中利用与该声波检测通路的声波接收装置邻近的几个声波接收装置来接收故障对应的声波信号。
基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度。本示例中利用声波的衍射现象,可以利用接收角度改变后的声波接收装置是否能够接收到故障位置的声波信号来确定故障的程度。一些示例中,可以直接利用声波接收装置角度改变的大小来标识匝间故障的程度,通过标识匝间短路故障的程度,能够直观地为后续检修人员提供检修参考,提高变压器的检修维护效率。
在一些实施例中,基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度包括:
确定无法接收提取到匝间短路对应的待检信号时,声波接收装置基于初始状态的角度改变量。具体的本实例中所指的初始状态也即探测出具有匝间短路故障的声波检测通路的声波接收装置,然后确定无法接收提取到匝间短路对应的待检信号时,对应的声波接收装置的位置,可以根据该声波接收装置的位置确定出该声波接收装置到初始位置的距离。由于探测故障的声波检测通路是垂直于绕组的绕制方向的,因此还可以基于该位置确定出其相对于故障点之间的角度的改变量。
根据所确定的匝间短路的位置到初始状态的声波接收装置之间的距离、声波接收装置的角度改变量以及声波接收装置的移动量,确定匝间短路故障的宽度。
具体的本示例中根据声波接收装置的角度改变量以及声波接收装置的移动量、匝间短路故障的宽度可以形成一个类梯形结构。基于此根据前述确定出的绕组高度以及匝间短路的位置进行做差即可确定该梯形结构的高,进一步的根据长边(也即声波接收装置的移动量)以及对应的角度,即可计算出匝间短路故障的宽度。
综上,本申请的方法可以在不拆解变压器的情况下,实现对变压器匝间短路故障的检测以及定位,在一些实际应用场景中可以利用本申请的方法对油浸式变压器进行在线的匝间短路故障监测,从而在故障初期即可发现故障,提高变压器的运行可靠性。同时本申请的方法还能进一步判断出匝间短路故障的程度,为后期维护人员提供明确的故障指示,提高维护人员的工作效率。
本发明实施例提出一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测装置,所述变压器包括多项绕组,控制器、声波发射装置以及声波接收装置,包括:
在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,基于一组声波发射装置和声波接收装置构成覆盖该项绕组的声波检测通路,且声波检测通路与变压器的绕制方向具有设定的夹角;
基于变压器的绕组变比以及变压器容量确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度,并确定当前测试环境的环境温度;
利用所述控制器,配置声波发射模式,不同的声波发射模式具有对应的声波发射参数,其中不同线径、不同绕组高度以及不同的环境温度的声波发射参数不同,以使得在没有故障的情况下,经过一条相近的声波检测通路后,声波接收装置接收到的声波信号具有相近的信号峰值;以及,
基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波;
利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号,且所述第二时长大于所述第一时长;
利用所述控制器,滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号;
判断所述待检信号的峰值是否超过预设阈值,在超过所述预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路。
本发明实施例提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本申请各实施例所述的基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法的步骤。
此外,尽管已经在本文中描述了示例性实施例,其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如,各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释,并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例,其示例将被解释为非排他性的。因此,本说明书和示例旨在仅被认为是示例,真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如,上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外,在上述具体实施方式中,各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反,本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而,以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本公开的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法,所述变压器包括多项绕组,其特征在于,包括:
在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,基于一组声波发射装置和声波接收装置构成覆盖该项绕组的声波检测通路,且声波检测通路与变压器的绕制方向具有设定的夹角;
基于变压器的绕组变比以及变压器容量确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度,并确定当前测试环境的环境温度;
配置声波发射模式,不同的声波发射模式具有对应的声波发射参数,其中不同线径、不同绕组高度以及不同的环境温度的声波发射参数不同,以使得在没有故障的情况下,经过一条相近的声波检测通路后,声波接收装置接收到的声波信号具有相近的信号峰值;
基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波;
利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号,且所述第二时长大于所述第一预设时长;
滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号;
判断所述待检信号的峰值是否超过预设阈值,在超过所述预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路;
根据在各项绕组接收到的声波信号进行对比,或者,根据在该项绕组多个位置分别接收到的声波信号进行对比,以确定无故障声波检测通路,以及以无故障声波检测通路接收的声波信号作为背景信号来确定目标峰值范围;
利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波,与,利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号是同时进行的;
所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
基于无故障声波检测通路接收的声波信号在第二时长对应的时间轴的起始位置,确定声波信号在该项绕组中的传播速度;
在判断该项绕组存在匝间短路的情况下,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置;
在初始情况下,声波检测通路垂直于变压器的绕制方向,根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置包括:
确定所述第二时长的起始时刻与所述待检信号的起始时刻之间的差值;
基于所述差值与所确定的声波信号在该项绕组中的传播速度的乘积确定匝间短路的位置;
在确定匝间短路的位置之后,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
按照预设的角度间隔,改变声波接收装置的接收角度,重复接收声波信号;
基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度;
基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度包括:
确定无法接收提取到匝间短路对应的待检信号时,声波接收装置基于初始状态的角度改变量;
根据所确定的匝间短路的位置到初始状态的声波接收装置之间的距离、声波接收装置的角度改变量以及声波接收装置的移动量,确定匝间短路故障的宽度。
2.一种基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测装置,所述变压器包括多项绕组,其特征在于,控制器、声波发射装置以及声波接收装置,包括:
在变压器的该项绕组的一侧设置声波发射装置,以及在该项绕组的另一侧设置声波接收装置,基于一组声波发射装置和声波接收装置构成覆盖该项绕组的声波检测通路,且声波检测通路与变压器的绕制方向具有设定的夹角;
基于变压器的绕组变比以及变压器容量确定变压器低压侧绕组的线径以及高压侧绕组的线径以及绕组的高度,并确定当前测试环境的环境温度;
利用所述控制器,配置声波发射模式,不同的声波发射模式具有对应的声波发射参数,其中不同线径、不同绕组高度以及不同的环境温度的声波发射参数不同,以使得在没有故障的情况下,经过一条相近的声波检测通路后,声波接收装置接收到的声波信号具有相近的信号峰值;以及,
基于配置的声波发射模式,利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波;
利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号,且所述第二时长大于所述第一预设时长;
利用所述控制器,滤除所述声波信号中目标峰值范围内的峰值信号,以获得待检信号;
判断所述待检信号的峰值是否超过预设阈值,在超过所述预设阈值的情况下,判断该项绕组存在匝间短路;
根据在各项绕组接收到的声波信号进行对比,或者,根据在该项绕组多个位置分别接收到的声波信号进行对比,以确定无故障声波检测通路,以及以无故障声波检测通路接收的声波信号作为背景信号来确定目标峰值范围;
利用声波发射装置向该项绕组发射第一预设时长的声波,与,利用该组的声波接收装置接收第二时长的声波信号是同时进行的;
所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
基于无故障声波检测通路接收的声波信号在第二时长对应的时间轴的起始位置,确定声波信号在该项绕组中的传播速度;
在判断该项绕组存在匝间短路的情况下,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置;
在初始情况下,声波检测通路垂直于变压器的绕制方向,根据所述待检信号的起始位置在所述第二时长所对应的时间轴中的位置,确定匝间短路的位置包括:
确定所述第二时长的起始时刻与所述待检信号的起始时刻之间的差值;
基于所述差值与所确定的声波信号在该项绕组中的传播速度的乘积确定匝间短路的位置;
在确定匝间短路的位置之后,所述变压器匝间短路检测定位方法还包括:
按照预设的角度间隔,改变声波接收装置的接收角度,重复接收声波信号;
基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度;
基于接收角度改变后的声波接收装置接收到的声波信号,确定匝间短路的程度包括:
确定无法接收提取到匝间短路对应的待检信号时,声波接收装置基于初始状态的角度改变量;
根据所确定的匝间短路的位置到初始状态的声波接收装置之间的距离、声波接收装置的角度改变量以及声波接收装置的移动量,确定匝间短路故障的宽度。
3.一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上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法的步骤。
CN202210233339.0A 2022-03-10 2022-03-10 基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置 Active CN114755611B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210233339.0A CN114755611B (zh) 2022-03-10 2022-03-10 基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210233339.0A CN114755611B (zh) 2022-03-10 2022-03-10 基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114755611A CN114755611A (zh) 2022-07-15
CN114755611B true CN114755611B (zh) 2023-06-20

Family

ID=82325372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210233339.0A Active CN114755611B (zh) 2022-03-10 2022-03-10 基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114755611B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117518036A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种油浸式变压器绕组匝间短路在线感知定位方法及***

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111948295A (zh) * 2020-08-19 2020-11-17 深圳职业技术学院 基于声波的故障检测***及电机故障检测方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289802A (ja) * 1987-05-22 1988-11-28 Hitachi Ltd 油入電器の内部状態監視制御装置
JP2956917B2 (ja) * 1991-01-22 1999-10-04 ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション ケーブル欠陥部の超音波検出・位置探知方法及び装置
CN104215203B (zh) * 2014-08-19 2017-03-15 上海交通大学 一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法及***
CN106197334B (zh) * 2016-06-30 2019-04-19 上海交通大学 变压器绕组超声波在线三维成像监测方法及***
CN107121612A (zh) * 2017-07-14 2017-09-01 合肥利元杰信息科技有限公司 一种变压器监测***及监测方法
CN107907883A (zh) * 2017-09-20 2018-04-13 国网辽宁省电力有限公司检修分公司 一种变压器内部结构成像监测***及监测方法
CN108267100B (zh) * 2018-01-11 2020-09-18 国家电网公司 一种变压器绕组变形监测***
CN110196080A (zh) * 2019-07-05 2019-09-03 北京华思博源科技有限公司 一种油浸式变压器内部故障检测装置
CN111220104B (zh) * 2019-11-25 2022-03-15 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 基于分时复用的多路超声波阵列变压器绕组变形检测方法
CN112729592B (zh) * 2020-12-18 2022-08-02 山东大学 一种变压器热点温度测量***及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111948295A (zh) * 2020-08-19 2020-11-17 深圳职业技术学院 基于声波的故障检测***及电机故障检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114755611A (zh) 2022-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Asset-management of transformers based on condition monitoring and standard diagnosis
Bagheri et al. Frequency response analysis and short-circuit impedance measurement in detection of winding deformation within power transformers
CN114755611B (zh) 基于声波的油纸绝缘变压器匝间短路检测方法及装置
CN115079042B (zh) 一种基于声波的变压器匝间短路检测定位方法及装置
CN106646318B (zh) 干式空心电抗器匝间绝缘试验装置性能校核***及方法
CN109444690B (zh) 一种模拟变压器内部绝缘缺陷放电的试验方法
CA2719760A1 (en) Determining degraded insulating ability in an inductively operating element
CN109521391B (zh) 发电机电压互感器绕组匝间短路故障的检测装置及方法
CN114217166B (zh) 一种基于fdr频域波形的变电站低压电缆局部缺陷定位方法
Oleg et al. Fault diagnosis of power transformer using method of graphic images
CN111610420A (zh) 干式空心电抗器识别绝缘缺陷方法、***及终端设备
CN114034956A (zh) 一种干式空心电抗器故障监测与预警方法
CN113078615B (zh) 大型电力变压器主动保护方法和装置
KR20140033979A (ko) 변압기 진단장치
CN117517823A (zh) 电抗器的状态评估方法和装置
JP2004251763A (ja) 変圧器内部診断装置
CN111175621A (zh) 核电站中、高压旋转电机绝缘缺陷检测方法、***及设备
CN113447782A (zh) 线圈类设备匝绝缘状态监测装置、***及监测方法
Harsono et al. Investigation of 150/66 kV 100 MVA Transformer Internal Failure
CN104715912A (zh) 钳形阻性电流互感器
CN117554856B (zh) 一种变压器匝间短路主动防御设备性能验证装置及其方法
Ahmed et al. On-line partial discharge detection in transformer
CN110632481A (zh) 一种中压电缆本体绝缘缺陷程度识别方法
Yang et al. Diagnostic method for partial discharge in transformer based on multiple information and application analysis
Premalatha et al. Instrument transformer winding fault analysis using frequency response analysis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant