專利名稱：一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及變壓器的安全控制領域，特別是涉及一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法及裝置。
背景技術：
配網變壓器的正常運行是整個配電網系統(tǒng)正常運行的關鍵。在變壓器中，繞組是最重要、最復雜也是最容易出現(xiàn)故障的部件，統(tǒng)計資料表明繞組的損壞率約占整個變壓器故障的60%-70%。而繞組故障發(fā)生的原因主要是變壓器內部的絕緣失效造成的匝間短路。匝間短路發(fā)生后，故障繞組會產生很大的短路電流，發(fā)熱量等各種損耗加大，反過來破壞絕緣，引起變壓器損壞。而且對于匝間短路故障，往往能夠繼續(xù)送出滿負荷電流，但是事故點已經被燒壞，如果不及時發(fā)現(xiàn)匝間短路，故障就會繼續(xù)發(fā)展，最終導致變壓器的燒毀，所以怎樣在事故發(fā)生前診斷出匝間短路至關重要。目前，對于配電變壓器匝間短路故障，尚沒有商業(yè)化的在線監(jiān)測裝置。變壓器匝間短路無論發(fā)生在高壓側還是低壓側，一般出廠試驗、交接試驗以及運行后的預防性試驗都很難發(fā)現(xiàn)。電力從業(yè)人員都知道，變壓器發(fā)生匝間短路時，盡管短路匝電流很大，但流出一次側電流非常小。傳統(tǒng)的保護措施是通過整定繼電保護的參數(shù)來實現(xiàn)的，這對一些不會產生保護動作的匝間短路故障的診斷就無能為力。因此，如何在繼電保護動作之前及時地監(jiān)測這種潛伏性故障，避免變壓器非正常退出運行就顯得非常必要。利用傳統(tǒng)的保護反應輕微的內部故障，保護的靈敏性低、動作遲緩，當變壓器內部發(fā)生故障時，即使保護裝置根據技術要求正確的動作，通常大部分繞組還是被損壞，其主要原因如下1、差動保護為了躲過勵磁涌流和穿越性故障產生的不平衡電流，繼電器的動作整定值較高，從而降低了保護裝置的靈敏度。變壓器匝間短路時，雖然短路匝中的電流可高達額定電流的數(shù)十倍，但電源方三相電流并不大只有當故障發(fā)展到一定程度時，才能檢測出來。2、對于瓦斯繼電器，只有當氣體積累到某一最小容積時才能動作，故瓦斯保護反應變壓器內部這種匝間短路故障的速度慢、時間長。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法及裝置，可以實時在線監(jiān)測，及時檢測出變壓器匝間短路故障；工程實踐較簡單，不會對原系統(tǒng)結構產生明顯影響。采用的方案一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，包括步驟在空載條件下，獲取變壓器高壓側的電壓和電流；以及獲取所述變壓器低壓側的電壓和電流；
根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗；判斷所述變壓器的實時功率損耗是否大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗；若是，則發(fā)出第一報警信號；若否，則不發(fā)出所述第一報警信號；將所述第一報警信號上傳控制中心。以及，一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，包括第一獲取單元，用于在空載條件下，獲取變壓器高壓側的電壓和電流；以及獲取所述變壓器低壓側的電壓和電流；第二獲取單元，用于根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗；判斷單元，用于判斷所述變壓器的實時功率損耗是否大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗；若是，則通知第一報警單元發(fā)出第一報警信號；若否，則不通知所述第一報警單元發(fā)出所述第一報警信號通信單元，用于將所述第一報警信號上傳控制中心。由于在變壓器的工作過程中，不管變壓器的型號是什么，多大容量，采用哪種接線方式，當它發(fā)生匝間短路故障時，就會在其繞組中產生一個很大的短路環(huán)流，盡管從外部端子上看去并不會發(fā)現(xiàn)端部電流有明顯的變化。此環(huán)流會引起變壓器繞組發(fā)熱，發(fā)熱量與電流大小的平方成正比，使得變壓器損耗增加。當變壓器發(fā)生匝間短路故障時，在故障點可能形成一個放電點，產生弧光放電，由此必將大量增加變壓器的功率損耗。利用這一原理，本發(fā)明中實時獲取變壓器的功率損耗，當變壓器的實時功率損耗大于變壓器在正常工作時的功率損耗時，說明變壓器發(fā)生了故障，此時發(fā)出報警信號，并將該報警信號上傳控制中心，以便采取對應措施，可以實時在線監(jiān)測，及時檢測出變壓器匝間短路故障；工程實踐較簡單，不會對原系統(tǒng)結構產生明顯影響。


圖1為本發(fā)明的一個流程圖；圖2為本發(fā)明的另一個流程圖；圖3為本發(fā)明裝置的一個結構示意圖；圖4為本發(fā)明裝置的另一個結構示意圖。
具體實施例方式在變壓器空載的條件下，進行本發(fā)明的實施。本發(fā)明提出一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，其中一個實施方式，請參考圖1，包括步驟S1、獲取變壓器高壓側的電壓和電流；以及獲取變壓器低壓側的電壓和電流；具體實施時，可以使用電壓互感器和電流互感器來獲取對應的電壓和電流。S2、根據高壓側的電壓和電流、低壓側的電壓和電流獲取變壓器的實時功率損耗；在其中一個實施方式中，根據高壓側的電壓和電流獲取變壓器的總輸入功率；
根據低壓側的電壓和電流獲取變壓器的總輸出功率；將變壓器的總輸入功率減去變壓器的總輸出功率，得到變壓器的實時功率損耗。具體的，根據步驟SI中獲取的變壓器高壓、低壓兩端的電壓電流值，即變壓器高壓端A相B相間的電壓、B相C相間的電壓、C相A相間的電壓分別為Uab ; Ubc ; Uca ;變壓器高壓端的三相電流分別為IA; IB; Ic;變壓器低壓端A相B相間的電壓、B相C相間的電壓、C相A相間的電壓分別為Uab，Ubc ;Uca ;變壓器高壓端的三相電流分別為Ia; Ib ;IC ;通過這些測量值計算出變壓器的總輸入功率？1和總輸出功率P2;具體計算公式如下
權利要求
1.一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括步驟 在空載條件下，獲取變壓器高壓側的電壓和電流；以及獲取所述變壓器低壓側的電壓和電流； 根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗； 判斷所述變壓器的實時功率損耗是否大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗；若是，則發(fā)出第一報警信號；若否，則不發(fā)出所述第一報警信號； 將所述第一報警信號上傳控制中心。
2.根據權利要求1所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，其特征在于，當所述變壓器的實時功率損耗大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗時， 根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相各自的實時功率損耗； 當A相的實時功率損耗大于A相在正常工作時的功率損耗時，發(fā)出第二報警信號； 當B相的實時功率損耗大于B相在正常工作時的功率損耗時，發(fā)出第三報警信號； 當C相的實時功率損耗大于C相在正常工作時的功率損耗時，發(fā)出第四報警信號； 將所述第二報警信號、所述第三報警信號以及所述第四報警信號上傳所述控制中心。
3.根據權利要求1或2所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗的步驟包括 根據所述高壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的總輸入功率； 根據所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的總輸出功率； 將所述變壓器的總輸入功率減去所述變壓器的總輸出功率，得到所述變壓器的實時功率損耗。
4.根據權利要求3所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相的各自的實時功率損耗的步驟包括 根據所述高壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相的輸入功率； 根據所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相的輸出功率； 將A相的輸入功率減去A相的輸出功率，得到所述A相的實時功率損耗； 將B相的輸入功率減去B相的輸出功率，得到所述B相的實時功率損耗； 將C相的輸入功率減去C相的輸出功率，得到所述C相的實時功率損耗。
5.根據權利要求4所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，其特征在于，將所述第一報警信號、所述第二報警信號、所述第三報警信號以及所述第四報警信號上傳所述控制中心。
6.一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括 第一獲取單元，用于在空載條件下，獲取變壓器高壓側的電壓和電流；以及獲取所述變壓器低壓側的電壓和電流； 第二獲取單元，用于根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗；判斷單元，用于判斷所述變壓器的實時功率損耗是否大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗；若是，則通知第一報警單元發(fā)出第一報警信號；若否，則不通知所述第一報警單元發(fā)出所述第一報警信號 通信單元，用于將所述第一報警信號上傳控制中心。
7.根據權利要求6所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置還包括第三獲取單元、第二報警單元、第三報警單元以及第四報警單元； 當所述判斷單元判斷變壓器的實時功率損耗大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗時， 所述第三獲取單元根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相各自的實時功率損耗； 當A相的實時功率損耗大于A相在正常工作時的功率損耗時，所述第二報警單元發(fā)出第二報警信號； 當B相的實時功率損耗大于B相在正常工作時的功率損耗時，所述第三報警單元發(fā)出第三報警信號； 當C相的實時功率損耗大于C相在正常工作時的功率損耗時，所述第四報警單元發(fā)出第四報警信號； 所述通信單元將所述第二報警信號、所述第三報警信號以及所述第四報警信號上傳所述控制中心。
8.根據權利要求6或7所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述第二獲取單元根據高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗時， 根據所述高壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的總輸入功率； 根據所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的總輸出功率； 將所述變壓器的總輸入功率減去所述變壓器的總輸出功率，得到所述變壓器的實時功率損耗。
9.根據權利要求8所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，其特征在于， 所述第三獲取單元根據高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相的各自的實時功率損耗時， 根據所述高壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相的輸入功率； 根據所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器A、B、C三相的輸出功率； 將A相的輸入功率減去A相的輸出功率，得到所述A相的實時功率損耗； 將B相的輸入功率減去B相的輸出功率，得到所述B相的實時功率損耗； 將C相的輸入功率減去C相的輸出功率，得到所述C相的實時功率損耗。
10.根據權利要求9所述的配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，其特征在于， 所述通信單元將所述第一報警信號、所述第二報警信號、所述第三報警信號以及所述第四報警信號上傳所述控制中心。
全文摘要
本發(fā)明提出一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測方法，包括步驟在空載條件下，獲取變壓器高壓側的電壓和電流；以及獲取所述變壓器低壓側的電壓和電流；根據所述高壓側的電壓和電流、所述低壓側的電壓和電流獲取所述變壓器的實時功率損耗；判斷所述變壓器的實時功率損耗是否大于所述變壓器在正常工作時的功率損耗；若是，則發(fā)出第一報警信號；若否，則不發(fā)出所述第一報警信號；將所述第一報警信號上傳控制中心。本發(fā)明提出一種配電變壓器匝間短路的在線監(jiān)測裝置，可以實時在線監(jiān)測，及時檢測出變壓器匝間短路故障；工程實踐較簡單，不會對原系統(tǒng)結構產生明顯影響。
文檔編號G01R31/02GK103063974SQ201210572119
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者李江帆, 何正浩, 梁錫海, 黃祖成, 桑成磊, 付華軍 申請人:廣州供電局有限公司, 華中科技大學