本發(fā)明涉及過電壓危害評估領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法及裝置。

背景技術(shù)：

變電站內(nèi)變壓器在長期運行過程中，經(jīng)常會受到多種過電壓沖擊，如雷電過電壓、操作過電壓等。過電壓沖擊會對變壓器絕緣造成一定程度的影響，嚴重時甚至?xí)：Φ阶儔浩鞯恼＿\行。同時，現(xiàn)場經(jīng)驗表明即使變壓器絕緣狀況良好、設(shè)計精良，仍會有各種故障產(chǎn)生。因此，需要從變壓器絕緣的角度評估不同過電壓沖擊對變壓器的危害程度，預(yù)防變壓器突發(fā)性事故的發(fā)生。

如何評估過電壓沖擊對變壓器絕緣的危害，主要面臨兩方面問題。首先，根據(jù)gb311.1—2012《絕緣配合第一部分：定義、原則和規(guī)則》，目前對變壓器絕緣的考察主要從雷電沖擊耐受電壓、短時工頻耐受電壓、操作沖擊耐受電壓、截斷雷電沖擊耐受電壓幾個方面進行考察。

而這幾種波形均是根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果得到的標準波形，一般用于設(shè)備性能考核，無法用于現(xiàn)場過電壓危害評估。其次，運行中常見的過電壓沖擊實測波形與標準波形均有較大差異，如現(xiàn)有雷電標準波形來自于線路上雷電波形實測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，與現(xiàn)有變壓器套管處實測波形結(jié)果差距較大。如何使用有效方法對變壓器運行所受過電壓沖擊的危害進行評估，目前沒有相關(guān)的評估方法。因此，本發(fā)明建立一種基于頻域影響因素的變壓器暫態(tài)過電壓危害評估體系，可以用于運行中的電力變壓器所受過暫態(tài)電壓的危害評估，預(yù)防突發(fā)性絕緣故障發(fā)生是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法及裝置，該分析方法及裝置根據(jù)變壓器暫態(tài)過電壓危害評估體系匱乏這一現(xiàn)狀，提出了一種基于頻域影響因素的變壓器絕緣暫態(tài)過電壓危害評估體系。本發(fā)明實施例所涉及的評估體系，獲取典型的暫態(tài)頻譜可幫助系統(tǒng)的設(shè)計者避免危險情況的發(fā)生，也作為標準絕緣配合分析進行補充。能夠?qū)ΜF(xiàn)場不同實測波形進行危害評估，指導(dǎo)現(xiàn)場檢修和維護，防止變壓器故障發(fā)生。

本發(fā)明實施例提供了一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法，其特征在于，包括：

利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換；

根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，將變換后的所述暫態(tài)過電壓信號波與所述過電壓安全水平對比；

對變換后的所述暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

優(yōu)選地，所述利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換具體包括：

利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換，獲取變換后的所述暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間。

優(yōu)選地，所述根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平具體包括：

獲取多種標準沖擊電壓信號波，對所述多種標準沖擊電壓信號波進行s變換，將變換后的所述多種標準沖擊電壓信號波的波形包絡(luò)面作為過電壓安全水平。

優(yōu)選地，所述對變換后的所述暫態(tài)過電壓進行危害程度計算應(yīng)用的計算公式為：

優(yōu)選地，所述多種標準沖擊電壓信號波包括：雷電沖擊標準波、操作沖擊標準波以及三種不同的雷電沖擊截波。

優(yōu)選地，所述雷電沖擊標準波波形為波頭1.2us，波尾50us；所述操作沖擊標準波波形為波頭250us，波尾2500us；所述三種不同的雷電沖擊截波波尾分別為2us、3us和5us。

本發(fā)明實施例提供還了一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析裝置，其特征在于，包括：

變換模塊，用于利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換；

劃分模塊，用于根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，將變換后的所述暫態(tài)過電壓信號波與所述過電壓安全水平對比；

計算模塊，用于對變換后的所述暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

優(yōu)選地，所述變換模塊包括：

處理子模塊，用于利用s變換技術(shù)對所述暫態(tài)過電壓信號波進行處理；

獲取子模塊，用于獲取所述暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間。

優(yōu)選地，所述劃分模塊包括：

劃分子模塊，用于根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平；

對比子模塊，用于將變換后的所述暫態(tài)過電壓信號波與所述過電壓安全水平對比。

優(yōu)選地，所述劃分子模塊包括：

獲取子單元，用于獲取多種標準沖擊電壓信號波；

變換子單元，用于對所述多種標準沖擊電壓信號波進行s變換；

確定子單元，用于將變換后的所述多種標準沖擊電壓信號波的波形包絡(luò)面作為過電壓安全水平。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供了一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法及裝置，其中，一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法包括：利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換；劃分過電壓安全水平，對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害評估；對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。該分析方法及裝置根據(jù)變壓器暫態(tài)過電壓危害評估體系匱乏這一現(xiàn)狀，提出了一種基于頻域影響因素的變壓器絕緣暫態(tài)過電壓危害評估體系。本發(fā)明實施例所涉及的評估體系，獲取典型的暫態(tài)頻譜可幫助系統(tǒng)的設(shè)計者避免危險情況的發(fā)生，也作為標準絕緣配合分析進行補充。能夠?qū)ΜF(xiàn)場不同實測波形進行危害評估，指導(dǎo)現(xiàn)場檢修和維護，防止變壓器故障發(fā)生。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法的一個具體流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法的另一個具體流程示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析裝置的另一個結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法及裝置的標準沖擊的頻域信號以及過電壓安全水平的示意圖；

圖7是暫態(tài)過電壓頻域分析示例圖；

圖8是不同頻率下暫態(tài)過電壓的危害程度值。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法及裝置，該分析方法及裝置根據(jù)變壓器暫態(tài)過電壓危害評估體系匱乏這一現(xiàn)狀，提出了一種基于頻域影響因素的變壓器絕緣暫態(tài)過電壓危害評估體系。本發(fā)明實施例所涉及的評估體系，獲取典型的暫態(tài)頻譜可幫助系統(tǒng)的設(shè)計者避免危險情況的發(fā)生，也作為標準絕緣配合分析進行補充。能夠?qū)ΜF(xiàn)場不同實測波形進行危害評估，指導(dǎo)現(xiàn)場檢修和維護，防止變壓器故障發(fā)生。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法，包括：

101、利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換；

基于s變換的波形時頻變換方法，即利用s變換提取波形信號時域、頻域特性。由于，實測的暫態(tài)過電壓波形都十分復(fù)雜，波形信號中包含的不同頻率信號復(fù)雜多樣。時域上雖然可以直觀的觀測到信號的形狀，但不能用有限的參數(shù)對信號進行準確的描述。傳統(tǒng)的傅里葉變換只能得到信號在頻域內(nèi)的特征，而無法知道各個頻率分量出現(xiàn)的時間點、持續(xù)時間以及衰減過程。利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓進行處理，獲取其不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間，能夠更有效的對暫態(tài)過電壓的危害進行評估。

102、根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比；

暫態(tài)過電壓危害程度劃分方法是為了提取暫態(tài)過電壓的安全范圍，由于實際運行中暫態(tài)過電壓的形式、參數(shù)多種多樣，如何利用現(xiàn)有參數(shù)劃分出暫態(tài)過電壓安全限十分重要。本發(fā)明對設(shè)備絕緣常規(guī)考察的五種標準沖擊電壓波形進行時頻變換，可以得到五種標準波在不同頻率下的電壓幅值分布情況，獲取其頻域信號，根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，用于不同暫態(tài)過電壓危害評估。

103、對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

危害程度計算方法，在對不同暫態(tài)過電壓進行時頻變換并與過電壓安全水平對比后，提出了一種暫態(tài)過電壓危害程度計算方法，用于計算分析不同暫態(tài)過電壓信號對變壓器絕緣危害程度的大小，實現(xiàn)了對不同暫態(tài)過電壓的量化評估。

在本實施例中，多種標準沖擊電壓信號波包括：雷電沖擊標準波、操作沖擊標準波以及三種不同的雷電沖擊截波，其中雷電沖擊標準波形為波頭1.2us，波尾50us，操作沖擊標準波波形為波頭250us，波尾2500us，三種截波波尾分別為2us、3us和5us。

在本實施例中，利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換，能同時獲取過電壓信號在時域和頻域兩個部分的分量并給出信號在時域的衰減情況和各頻率分量的分布情況。s變換較傳統(tǒng)傅里葉變換有明顯的優(yōu)勢，適合過電壓信號分析。

根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平，對標準沖擊電壓波形進行s變換并劃出過電壓安全水平，將變換后的所述暫態(tài)過電壓信號波與所述過電壓安全水平對比。

依次對比侵入暫態(tài)過電壓及標準沖擊波形s變換時域和頻域結(jié)果，綜合時頻結(jié)果，之后對于多次侵入暫態(tài)過電壓結(jié)果進行綜合累計計算分析，最終實現(xiàn)對所述暫態(tài)過電壓進行危害程度評估。

圖6示出了標準沖擊的頻域信號以及過電壓安全水平。為了評估不同暫態(tài)過電壓的危害程度，需要確定過電壓安全水平。對設(shè)備絕緣常規(guī)考察的五種標準沖擊電壓波形進行時頻變換，可以得到五種標準波在不同頻率下的電壓幅值分布情況。為了綜合這五種波形評估暫態(tài)過電壓，選取五種波形s變換后得到波形的包絡(luò)面作為暫態(tài)過電壓的安全水平，圖6示出了安全水平的頻域波形。如果，變壓器在運行中所受暫態(tài)過電壓經(jīng)時頻變換后，各頻率下電壓值均未超過安全水平則認為該暫態(tài)過電壓對變壓器絕緣沒有危害；反之，如果超過則認為該暫態(tài)過電壓對變壓器絕緣產(chǎn)生了一定的損傷。

圖7示出了暫態(tài)過電壓頻域分析示例，該暫態(tài)過電壓為高頻振蕩波形，電壓幅值最高達到了80kv。通過s變換后的過電壓信號與過電壓安全水平在頻域下進行對比可以發(fā)現(xiàn)，其中有一部分頻率下，暫態(tài)過電壓信號的電壓幅值要超過標準波形的頻域信號包絡(luò)線，因此認為該侵入波對變壓器絕緣有較大的危害。

又通過s可以得到該頻率下波形的時域信息，因此可以得到該頻率下過電壓幅值超出安全水平的時間t，持續(xù)時間越長對變壓器絕緣危害越大。

圖8示出了不同頻率下暫態(tài)過電壓的危害程度值值。為了能夠?qū)簯B(tài)過電壓的危害程度量化評價，引入計算公式：

即頻域下暫態(tài)過電壓幅值與過電壓安全水平幅值的比值。

圖8說明，在0.1mhz左右危害程度值值過高對絕緣有很大的影響，其余頻率下對絕緣影響較小。

請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法的一個具體實施例，包括：

201、利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換，獲取變換后的暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間；

利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓進行處理，獲取其不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間，能夠更有效的對暫態(tài)過電壓的危害進行評估。

202、根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比；

在利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換，獲取變換后的暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間后，根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比。

203、對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平，將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比后，對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

請參閱圖3，本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法的另一個具體實施例，包括：

301、利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換，獲取變換后的暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間；

利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓進行處理，獲取其不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間，能夠更有效的對暫態(tài)過電壓的危害進行評估。

302、獲取多種標準沖擊電壓信號波，對多種標準沖擊電壓信號波進行s變換，將變換后的多種標準沖擊電壓信號波的波形包絡(luò)面作為過電壓安全水平，將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比；

利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換，獲取變換后的暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間后，獲取多種標準沖擊電壓信號波，對多種標準沖擊電壓信號波進行s變換，將變換后的多種標準沖擊電壓信號波的波形包絡(luò)面作為過電壓安全水平，將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比。

303、對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比后，對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

請參閱圖4，本發(fā)明實施例提供了一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析裝置，包括：

401、變換模塊，用于利用s變換對暫態(tài)過電壓信號波進行時頻變換；

402、劃分模塊，用于劃分過電壓安全水平，對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害評估；

403、計算模塊，用于對變換后的暫態(tài)過電壓進行危害程度計算。

請參閱圖5，本發(fā)明實施例提供的一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析裝置的另一個實施例，包括：

501、變換模塊，包括：

處理子模塊5011，用于利用s變換技術(shù)對暫態(tài)過電壓信號波進行處理；

獲取子模塊5012，用于獲取暫態(tài)過電壓不同頻率下信號特性以及不同頻率下信號的持續(xù)時間。

502、劃分模塊包括：

劃分子模塊5021，用于根據(jù)不同設(shè)備的標準沖擊電壓耐受水平劃出過電壓安全水平；

對比子模塊5022，用于將變換后的暫態(tài)過電壓信號波與過電壓安全水平對比。

其中，劃分子模塊5021包括：

獲取子單元50211，用于獲取多種標準沖擊電壓信號波；

變換子單元50212，用于對多種標準沖擊電壓信號波進行s變換；

確定子單元50213，用于將變換后的多種標準沖擊電壓信號波的波形包絡(luò)面作為過電壓安全水平。

以上為一種變壓器暫態(tài)過電壓危害的分析方法及裝置的具體實施例，本發(fā)明根據(jù)變壓器暫態(tài)過電壓危害評估體系匱乏這一現(xiàn)狀，提出了一種基于頻域影響因素的變壓器絕緣暫態(tài)過電壓危害評估體系。本發(fā)明實施例所涉及的評估體系，獲取典型的暫態(tài)頻譜可幫助系統(tǒng)的設(shè)計者避免危險情況的發(fā)生，也作為標準絕緣配合分析進行補充。能夠?qū)ΜF(xiàn)場不同實測波形進行危害評估，指導(dǎo)現(xiàn)場檢修和維護，防止變壓器故障發(fā)生。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)模塊上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。

所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。