一种变压器套管屏间绝缘监测方法和系统与流程

本发明涉及变压器监测，具体而言，涉及一种变压器套管屏间绝缘监测方法和系统。

背景技术：

1、随着电力系统的不断发展，变压器在电力输送过程中的重要性愈发凸显，稳定可靠的变压器是保证供电可靠性的关键环节，也是构建安全稳定的电力系统的前提条件。变压器套管是大电流、高电压输入和输出的重要部位，套管的可靠性与变压器的可靠性密切相关，但套管内部的故障发展过程难以被直接发现，套管的缺陷往往会随着变压器的运行进一步发展，最终可能会导致变压器本体故障的发生，导致变压器紧急停运。

2、近年来，随着特高压工程的快速建设和电网总体规模的扩大，变压器套管频繁故障，甚至引发换流变压器爆燃故障，急需对变电站设备的安全性、可靠性进行提升。当前，变压器干式套管在国内应用日益广泛，对高压干式套管进行有效的在线监测，可以尽早发现套管缺陷并及时进行隐患消除，从而达到对变压器套管的有效管理与精确维护，提高变压器的稳定性与安全性。

3、当前，用于套管运行状态监测的常规方法包括外观视觉检查和测量介质损耗角正切、电容，但常规方法存在一些缺点，如检测点位少、检测时间间隔长，如果没有及时发现故障，故障发展的后果可能对人员及设备安全造成重大威胁。目前，换流变压器还未有成熟应用的在线监测技术，主要采用红外测温等方式，无法及时发现内部缺陷。因此，需要采用一种实时性强的在线监测技术对变压器干式套管的内部状况进行实时监测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种变压器套管屏间绝缘监测方法和系统，解决现有的变压器套管监测技术不能及时发现屏间绝缘故障的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，提供一种变压器套管屏间绝缘监测方法，包括以下步骤：多次采集三相套管末屏接地电流的实时数据，得到每一相的电流数据序列；分别对每一相的电流数据序列进行离散傅里叶变换，得到每一相的经过变换后的电流数据序列；经过变换后的电流数据序列中包含多个套管末屏接地电流的基波分量；将任一相的基波分量分别与其余两相中任一相的基波分量进行对比；若所述任一相的基波分量与所述其余两相中任一相的基波分量之间的电流比值大于等于第一阈值，则判定变压器套管内部存在一处或多处屏间绝缘损坏导致的短路。

4、进一步的，所述变压器套管屏间绝缘监测方法还包括以下步骤：获取屏间绝缘损坏前后的基波分量之间的理论比值；将所述电流比值与所述理论比值进行比较；若所述电流比值与所述理论比值之差小于第二阈值，则根据所述理论比值获取变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

5、进一步的，所述理论比值的计算模型表达式为：n/(n-k)；其中，n表示套管屏数，k表示变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

6、第二方面，提供一种变压器套管屏间绝缘监测系统，包括：数据采集模块，用于多次采集三相套管末屏接地电流的实时数据，得到每一相的电流数据序列；第一数据处理模块，用于分别对每一相的电流数据序列进行离散傅里叶变换，得到每一相的经过变换后的电流数据序列；经过变换后的电流数据序列中包含多个套管末屏接地电流的基波分量；第一数据分析模块，用于将任一相的基波分量分别与其余两相中任一相的基波分量进行对比；若所述任一相的基波分量与所述其余两相中任一相的基波分量之间的电流比值大于等于第一阈值，则判定变压器套管内部存在一处或多处屏间绝缘损坏导致的短路。

7、进一步的，所述变压器套管屏间绝缘监测系统还包括：第二数据处理模块，用于获取屏间绝缘损坏前后的基波分量之间的理论比值；第二数据分析模块，用于将所述电流比值与所述理论比值进行比较；若所述电流比值与所述理论比值之差小于第二阈值，则根据所述理论比值获取变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

8、第三方面，提供一种变压器套管屏间绝缘监测方法，包括以下步骤：多次采集三相套管末屏分压电容的容值实时数据，得到每一相的电容电压数据序列；所述分压电容串联在三相套管末屏与地之间；所述分压电容的容值与屏间电容的容值相等；分别对每一相的电容电压数据序列进行离散傅里叶变换，得到每一相的经过变换后的电容电压数据序列；经过变换后的电容电压数据序列中包含多个分压电容的电压基波分量；将任一相的电压基波分量分别与其余两相中任一相的电压基波分量进行对比；若所述任一相的电压基波分量与所述其余两相中任一相的电压基波分量之间的电压比值大于等于第一阈值，则判定变压器套管内部存在一处或多处屏间绝缘损坏导致的短路。

9、进一步的，所述变压器套管屏间绝缘监测方法还包括以下步骤：获取屏间绝缘损坏前后的电压基波分量之间的理论比值；将所述电压比值与所述理论比值进行比较；若所述电压比值与所述理论比值之差小于第二阈值，则根据所述理论比值获取变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

10、进一步的，所述理论比值的计算模型表达式为：(n+1)/(n+1-k)；其中，n表示套管屏数，k表示变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

11、第四方面，提供一种变压器套管屏间绝缘监测系统，包括：数据采集模块，用于多次采集三相套管末屏分压电容的容值实时数据，得到每一相的电容电压数据序列；所述分压电容串联在三相套管末屏与地之间；所述分压电容的容值与屏间电容的容值相等；第一数据变换模块，用于分别对每一相的电容电压数据序列进行离散傅里叶变换，得到每一相的经过变换后的电容电压数据序列；经过变换后的电容电压数据序列中包含多个分压电容的电压基波分量；第一数据分析模块，用于将任一相的电压基波分量分别与其余两相中任一相的电压基波分量进行对比；若所述任一相的电压基波分量与所述其余两相中任一相的电压基波分量之间的电压比值大于等于第一阈值，则判定变压器套管内部存在一处或多处屏间绝缘损坏导致的短路。

12、进一步的，所述变压器套管屏间绝缘监测系统还包括：第二数据处理模块，用于获取屏间绝缘损坏前后的电压基波分量之间的理论比值；第二数据分析模块，用于将所述电压比值与所述理论比值进行比较；若所述电压比值与所述理论比值之差小于第二阈值，则根据所述理论比值获取变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

13、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：通过采集套管末屏串接电容电压得到套管电压，或者采集套管末屏接地电流，通过离散傅里叶分解将采集的电压、电流数据进行基波提取，对基波分量进行三相不均匀度计算，从而对是否发生屏间绝缘损坏及屏间电容击穿损坏数量进行在线监测，简化了套管绝缘的在线监测，并提高了监测技术的可靠性。

技术特征：

1.一种变压器套管屏间绝缘监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种变压器套管屏间绝缘监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种变压器套管屏间绝缘监测方法，其特征在于，所述理论比值的计算模型表达式为：n/(n-k)；其中，n表示套管屏数，k表示变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

4.一种变压器套管屏间绝缘监测系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种变压器套管屏间绝缘监测系统，其特征在于，还包括：

6.一种变压器套管屏间绝缘监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种变压器套管屏间绝缘监测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种变压器套管屏间绝缘监测方法，其特征在于，所述理论比值的计算模型表达式为：(n+1)/(n+1-k)；其中，n表示套管屏数，k表示变压器套管内部出现屏间绝缘损坏的数量。

9.一种变压器套管屏间绝缘监测系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种变压器套管屏间绝缘监测系统，其特征在于，还包括：

技术总结本发明涉及变压器监测技术领域，公开了一种变压器套管屏间绝缘监测方法和系统。通过多次采集三相套管末屏接地电流的实时数据，得到每一相的电流数据序列；分别对每一相的电流数据序列进行离散傅里叶变换，得到每一相的经过变换后的电流数据序列；经过变换后的电流数据序列中包含多个套管末屏接地电流的基波分量；将任一相的基波分量分别与其余两相中任一相的基波分量进行对比；若所述任一相的基波分量与所述其余两相中任一相的基波分量之间的电流比值大于等于第一阈值，则判定变压器套管内部存在一处或多处屏间绝缘损坏导致的短路。本发明可实习对是否发生屏间绝缘损坏及屏间电容击穿损坏数量进行在线监测。技术研发人员：王振宇,张榆,刘睿,廖文龙,冯运,穆舟,杨玥坪,杨鑫受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/25