本發(fā)明屬于電力變壓器檢測，具體涉及一種基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法。

背景技術：

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設備，電力系統(tǒng)實現(xiàn)電壓升降最主要的設備就是電力變壓器，所以電力變壓器是電力系統(tǒng)電壓變換和電能傳遞的核心主設備。因此變壓器故障將嚴重影響供電可靠性與系統(tǒng)的正常運行，根據(jù)以往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可得大約70%-80%的變壓器故障是屬于繞組的匝間故障，其中比較重要的一個問題就是繞組的匝間短路。匝間短路是相互靠著的兩匝或者多匝線圈因絕緣層破壞，導致直接接觸。變壓器在生產(chǎn)制造過程中在對繞組加壓整形時，力度過大會導致線圈絕緣受損，長時間運行容易絕緣老化，變壓器在過電流或過電壓時就會發(fā)生匝間短路的故障。變壓器發(fā)生短路后損壞的概率顯著增大，變壓器短路問題造成的變壓器損壞事故占總事故比例的50%。此外，電力變壓器在發(fā)生內(nèi)部故障后，有較大的概率會發(fā)生爆裂起火事故，造成嚴重的事故和財產(chǎn)損失。

2、目前，在工程上主要采用電流差動保護以及瓦斯保護來作為變壓器的主保護，但是這些保護手段在面對匝間短路時都存在著種種不足。差動保護是變壓器的主保護，主要反應的故障為變壓器內(nèi)部繞組相間短路，單相嚴重匝間短路等狀況。當變壓器發(fā)生輕微匝間短路時短路匝內(nèi)電流大、破壞性強，但是反應到相間的差動電流上的特征量卻僅有微弱的變化，所以差動保護針對電力變壓器的匝間短路故障很難產(chǎn)生有效的保護。另外，雖然瓦斯保護是針對變壓器的內(nèi)部故障的。但是重瓦斯保護的判斷依據(jù)是油枕連接管中的油速，而匝間故障想要驅(qū)動油流速達到整定值需要較大電功率并且油流加速到整定值需要一定的時間，并且其動作時間會受到故障點位置、氣體產(chǎn)量及產(chǎn)速、絕緣油粘性等因素的影響，所以重瓦斯保護雖然可以保護電力變壓器的匝間短路故障，但是其靈敏度和快速性不足。因此研發(fā)一種能夠?qū)υ验g短路故障快速監(jiān)測的方法就有著十分重大的意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，用于解決如何快速準確的診斷出電力變壓器匝間短路故障的技術問題。

2、本發(fā)明采用以下技術方案：

3、一種基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，包括以下步驟：

4、采集電力變壓器內(nèi)部徑向的漏磁強度，經(jīng)傅里葉變換后得到徑向磁場幅值；

5、基于徑向磁場幅值分布情況實現(xiàn)電力變壓器匝間短路故障監(jiān)測。

6、優(yōu)選地，采用磁場傳感器采集電力變壓器內(nèi)部徑向的漏磁強度。

7、優(yōu)選地，磁場傳感器與電力變壓器的箱壁等電位布置。

8、優(yōu)選地，磁場傳感器包括多個，依次間隔設置在電力變壓器內(nèi)。

9、優(yōu)選地，磁場傳感器設置在高壓繞組和電力變壓器殼體內(nèi)壁之間。

10、優(yōu)選地，多個磁場傳感器在電力變壓器內(nèi)部沿軸向水平布置。

11、優(yōu)選地，當電力變壓器正常工作時，其漏磁強度在高度上對稱分布，當電力變壓器繞組發(fā)生匝間短路故障時，在短路匝形成的短路環(huán)中出現(xiàn)反向短路電流。

12、優(yōu)選地，磁場傳感器采用改進型光纖磁場傳感器。

13、優(yōu)選地，改進型光纖磁場傳感器具有直徑4~16mm，長度40~80mm的圓柱形金屬外殼。

14、優(yōu)選地，改進型光纖磁場傳感器距離高壓繞組最外側(cè)300~340mm，距離變壓器殼體內(nèi)壁12~52mm。

15、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

16、一種基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，當電力變壓器發(fā)生匝間短路故障后，變壓器內(nèi)部漏磁幅值分布存在明顯的變化，并且漏磁分布變化反應十分靈敏，為匝間短路故障的靈敏監(jiān)測提供了可能性。

17、進一步的，當電力變壓器發(fā)生匝間短路故障后，電力變壓器內(nèi)部徑向磁場的變化特征最為明顯，通過采集徑向漏磁強度，可以提高故障診斷的準確度。

18、進一步的，磁場傳感器與電力變壓器的箱壁等電位布置可以降低變壓器內(nèi)部電場對漏磁傳感器的影響。

19、進一步的，磁場傳感器設置在高壓繞組和電力變壓器殼體內(nèi)壁之間可以減小磁場傳感器對于電力變壓器絕緣安全的影響。

20、進一步的，多個磁場傳感器在電力變壓器內(nèi)部沿軸向水平布置設置可以更加準確的采集到電力變壓器內(nèi)部的漏磁分布，提高該方法對于匝間短路故障監(jiān)測的準確性。

21、進一步的，在本發(fā)明中采用改進型光纖磁場傳感器可以抵抗很強的電磁干擾，適合大電流，強磁場的環(huán)境，同時具有很好電絕緣性。

22、綜上所述，本發(fā)明利用改進型光纖傳感器采集電力變壓器內(nèi)部的漏磁分布，然后通過傅里葉變換以及插值法得到漏磁的工頻分量幅值特征，然后通過對電力變壓器內(nèi)部漏磁工頻分量幅值特征的監(jiān)測實現(xiàn)了對電力變壓器匝間短路故障的快速監(jiān)測。

23、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

技術特征：

1.一種基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，采用磁場傳感器采集電力變壓器內(nèi)部徑向的漏磁強度。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，磁場傳感器與電力變壓器的箱壁等電位布置。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，磁場傳感器包括多個，依次間隔設置在電力變壓器內(nèi)。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，磁場傳感器設置在高壓繞組和電力變壓器殼體內(nèi)壁之間。

6.根據(jù)權利要求4所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，多個磁場傳感器在電力變壓器內(nèi)部沿軸向水平布置。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，當電力變壓器正常工作時，其漏磁強度在高度上對稱分布，當電力變壓器繞組發(fā)生匝間短路故障時，在短路匝形成的短路環(huán)中出現(xiàn)反向短路電流。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，磁場傳感器采用改進型光纖磁場傳感器。

9.根據(jù)權利要求8所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，改進型光纖磁場傳感器具有直徑4~16mm，長度40~80mm的圓柱形金屬外殼。

10.根據(jù)權利要求8所述的基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，其特征在于，改進型光纖磁場傳感器距離高壓繞組最外側(cè)300~340mm，距離變壓器殼體內(nèi)壁12~52mm。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于漏磁工頻分量幅值變化的匝間短路故障監(jiān)測方法，屬于變壓器檢測技術領域，所述方法具體為：采集電力變壓器內(nèi)部徑向的漏磁強度，經(jīng)傅里葉變換后得到徑向磁場幅值；基于徑向磁場幅值分布情況實現(xiàn)電力變壓器匝間短路故障監(jiān)測。本發(fā)明利用改進型光纖傳感器采集電力變壓器內(nèi)部的漏磁分布，然后通過傅里葉變換以及插值法得到漏磁的工頻分量幅值特征，然后通過對電力變壓器內(nèi)部漏磁工頻分量幅值特征的監(jiān)測實現(xiàn)了對電力變壓器匝間短路故障的快速監(jiān)測。

技術研發(fā)人員：楊蘭均,李雪龍,孫毅南,邢奧飛,崔校鵬,孟令博
受保護的技術使用者：西安交通大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9