一种变压器故障检测方法

摘要

本发明公开了一种变压器故障检测方法，该方法基于变压器电参数故障特征库，包括变压器模型建立、变压器电参数故障特征库建立和故障检测。该方法全数字实现，可准确判断变压器的多种故障：外部断路故障、内部断路故障、对地短路故障、匝地短路故障、匝间短路故障、外部相间短路故障，内部相间短路故障，还可以根据实际需要进行适当扩充。该算法能广泛适用于油浸式变压器、水冷式变压器、空冷式变压器和空水冷式变压器等类型的变压器，能够提前判断变压器故障的发生，最大限度地预防判断变压器故障的发生，同时解决参数检测、故障保护和故障诊断的技术问题，提高了系统的安全性和维修性，降低了系统排查故障的难度和所花费的时间。

主权项

一种变压器故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立变压器故障模型：针对所要检测的变压器类型，通过理论分析或者系统仿真软件分析出各种故障前后变压器各相绕组线电压波形和线电流波形的变化以及该故障所触发的继电保护的类型；步骤2，建立变压器电参数故障特征库：对各种故障前后变压器各相绕组线电压波形和线电流波形的变化以及该故障所触发的继电保护的类型进行分析，选择方法简单、效果明显的故障特征，将其编码成故障特征识别码固化到变压器电参数故障特征库中去；其中，变压器故障库包含以下7个内容：纵差保护识别码、零序电流保护识别码、电流有效值识别码、电压有效值识别码、过电流识别码、电流不均衡度识别码和二次谐波制动码；具体如下：识别码一. 纵差保护识别码为一个1位二进制数，该位反映变压器纵差保护状态；变压器至少有一相发生电流纵差保护，该位取1；只有变压器电流都不发生纵差保护，该位才取0；识别码二. 零序电流保护识别码为一个3位二进制数，第0位反映星形副边零序电流保护状态，第1位反映三角形副边零序电流保护状态，第2位反映原边零序电流保护状态；如果某边绕组发生零序电流保护时，该边绕组对应位上的识别码为1；如果某边绕组未发生零序电流保护时，该边绕组对应位上的识别码为0；识别码三. 电流有效值识别码是一个9位十进制数，第0位反映副边星形c2线电流有效值，第1位反映副边星形b2线电流有效值，第2位反映副边星形a2线电流有效值，第3位反映副边三角形c1线电流有效值，第4位反映副边三角形b1线电流有效值，第5位反映副边三角形a1线电流有效值，第6位反映原边三角形C线电流有效值，第7位反映原边三角形B线电流有效值，第8位反映原边三角形A线电流有效值；电流有效值识别码主要用于反映各线电流有效值的相对大小，以诊断变压器断路故障；如果某套绕组电流有效值为0，对应位上线电流识别码为0，该套绕组其它线电流有效值相同，相应位识别码为1；如果某套绕组电流有效值都不为0，则该套绕组三个线电流有效值识别码都为2；识别码四. 电压有效值识别码是一个3位十进制数，第0位反映原边三角形C线电压有效值，第1位反映原边三角形B线电压有效值，第2位(最高位)反映原边三角形A线电压有效值；电压有效值识别码主要用于区分原边三角形绕组单相外部断路和原边三角形绕组两相内部断路；原边线电压有效值存在两种情况，所有线电压有效值相同，电压有效值识别码每位都为1；某一线电压有效值为其余线电压有效值的2倍，则该线电压有效值识别码为2，其余位为1；识别码五. 过电流识别码是一个9位二进制数，第0位反映副边星形c2线电流过电流状态，第1位反映副边星形b2线电流过电流状态，第2位反映副边星形a2线电流过电流状态，第3位反映副边三角形c1线电流过电流状态，第4位反映副边三角形b1线电流过电流状态，第5位反映副边三角形a1线电流过电流状态，第6位反映原边三角形C线电流过电流状态，第7位反映原边三角形B线电流过电流状态，第8位反映原边三角形A线电流过电流状态；过电流识别码主要用于检测各线电流是否过流，以诊断变压器外部短路故障；如果某线电流存在过电流，则相应位过电流识别码为1，否则为0；识别码六. 电流不均衡度识别码是一个6位十进制数，第0位反映副边星形c2线电流不均衡度，第1位反映副边星形b2线电流不均衡度，第2位反映副边星形a2线电流不均衡度，第3位反映副边三角形c1线电流不均衡度，第4位反映副边三角形b1线电流不均衡度，第5位反映副边三角形a1线电流不均衡度；电流不均衡度识别码用来诊断电流特征不明显的故障；对于某一套绕组而言，如过某一线电流大于该套绕组线电流有效值的平均值，则电流不均衡度识别码取2；如果某一线电流等于该套绕组线电流有效值的平均值，电流不均衡度识别码取1；如果某一线电流小于该套绕组线电流有效值的平均值，电流不均衡度识别码取0；识别码七. 二次谐波制动码是一个1位二进制数；原边至少有一线电流二次谐波超过整定值，该位取1；只有原边线电流二次谐波都没超过整定值时，该位才取0；它反映变压器是否存在励磁涌流；变压器产生励磁涌流时，变压器纵差保护会误动，二次谐波制动码就是用来实现变压器纵差保护制动，防止误动；步骤3，采集原始信号，基于步骤1建立的变压器故障模型和步骤2建立的变压器电参数故障特征库进行变压器故障类型和故障点位置的检测：通过参数检测检测算法计算出线电压有效值、线电流有效值、线电压相位角、线电流相位角、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、功率因数角等；然后通过故障保护算法计算出两段比率式纵差保护、零序分量保护、过负荷保护、过流保护计算，同时通过计算励磁涌流防止继电保护误动作；最后通过查变压器故障特征库检测以下故障：外部断路故障、内部断路故障、对地短路故障、匝地短路故障、匝间短路故障、外部相间短路故障，内部相间短路故障、过负荷故障、过流故障。