本實(shí)用新型涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的樞紐設(shè)備，在整個(gè)電力系統(tǒng)中起著能量和電壓轉(zhuǎn)換的作用。因此變壓器能否安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

有關(guān)變壓器損壞事故統(tǒng)計(jì)表明，繞組是發(fā)生故障較多的部件，其故障多由繞組絕緣的老化以及繞組變形導(dǎo)致絕緣損壞引起的。相比較而言，繼電保護(hù)是當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，通過(guò)對(duì)故障前后數(shù)據(jù)的分析、比較，作出跳閘、報(bào)警并快速切除故障，以免造成系統(tǒng)或設(shè)備的進(jìn)一步損壞，繼電保護(hù)動(dòng)作切除故障是對(duì)電力系統(tǒng)和電力設(shè)備的被動(dòng)安全防御方式；而“繞組變形監(jiān)測(cè)”是在故障發(fā)生前，通過(guò)對(duì)表征變壓器繞組狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，來(lái)確定繞組的健康狀態(tài)，從而確定是否需要安排維護(hù)作業(yè)，起到防患于未然的作用，并為有計(jì)劃的維護(hù)提供了信息。對(duì)于很大部分的變壓器繞組故障的發(fā)生是由于繞組變形亞健康狀態(tài)的積累，因此監(jiān)測(cè)繞組運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修進(jìn)而避免設(shè)備的故障，是提高變壓器運(yùn)行安全性的積極主動(dòng)防御方式。

然而，由于變壓器繞組所處位置的特殊性、運(yùn)行情況的復(fù)雜性和技術(shù)手段的缺乏，長(zhǎng)期以來(lái)繞組運(yùn)行狀態(tài)還無(wú)法直接監(jiān)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，能夠降低變壓器損壞事故、提高變壓器安全運(yùn)行水平。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提出了變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，包括：信息獲取單元、參數(shù)預(yù)設(shè)單元、參數(shù)處理單元、分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元和在線(xiàn)監(jiān)控單元；所述信息獲取單元用于實(shí)時(shí)采集所述變壓器原邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和副邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；所述參數(shù)預(yù)設(shè)單元用于當(dāng)所述在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置上電啟動(dòng)之后，預(yù)先設(shè)定所述變壓器的銘牌參數(shù)：所述參數(shù)處理單元，用于根據(jù)所述變壓器原邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、副邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及預(yù)先設(shè)定的所述變壓器的銘牌參數(shù)，利用所述變壓器的關(guān)系模型，計(jì)算變壓器的各側(cè)電流數(shù)據(jù)突變量；分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元，包括至少一組纏繞在所述變壓器的繞組上并用光開(kāi)關(guān)選通的待測(cè)光纖組、第一分布式反饋半導(dǎo)體激光器和第二分布式反饋半導(dǎo)體激光器，用于測(cè)量所述變壓器繞組的溫度；所述在線(xiàn)監(jiān)控單元，用于當(dāng)所述分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元檢測(cè)到所述變壓器繞組的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，根據(jù)所述變壓器的各側(cè)電流數(shù)據(jù)突變量判定所述變壓器是否存在變形潛伏故障。

根據(jù)本實(shí)用新型提出的變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)對(duì)表征變壓器繞組形狀的數(shù)據(jù)或參數(shù)在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析、判斷繞組變形程度，并在繞組變形程度嚴(yán)重時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，調(diào)度運(yùn)行人員有計(jì)劃的安排變壓器退出運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)檢修，從而降低變壓器損壞事故、提高變壓器安全運(yùn)行水平。

具體的，所述變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置還包括故障報(bào)警單元，用于當(dāng)所述在線(xiàn)監(jiān)控單元判定所述變壓器存在變形潛伏故障時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸形式向后臺(tái)管理系統(tǒng)預(yù)警。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置還包括策略調(diào)整單元，用于當(dāng)所述在線(xiàn)監(jiān)控單元判定所述變壓器存在變形潛伏故障時(shí)，啟動(dòng)所述變壓器對(duì)應(yīng)的保護(hù)元件，跳閘切除故障，同時(shí)將所述變壓器復(fù)歸。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述待測(cè)光纖組包括摻鉺光纖。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如附圖1所示，一種變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置包括：信息獲取單元11、參數(shù)預(yù)設(shè)單元12、參數(shù)處理單元13、分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元14和在線(xiàn)監(jiān)控單元15。

所述信息獲取單元11用于實(shí)時(shí)采集所述變壓器原邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和副邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

所述參數(shù)預(yù)設(shè)單元12用于當(dāng)所述在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置上電啟動(dòng)之后，預(yù)先設(shè)定所述變壓器的銘牌參數(shù)。具體的，所述銘牌參數(shù)一般包括短路電壓、短路損耗、變壓器額定容量、變壓器額定電壓、額定電流，變壓器額定變比。

所述參數(shù)處理單元13，用于根據(jù)所述變壓器原邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、副邊三相繞組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及預(yù)先設(shè)定的所述變壓器的銘牌參數(shù)，以及根據(jù)上述銘牌參數(shù)計(jì)算得到的所述變壓器的等值電阻和漏電感，利用所述變壓器的關(guān)系模型，計(jì)算變壓器的各側(cè)電流數(shù)據(jù)突變量。

具體的，所述變壓器的關(guān)系模型可以為利用所述變壓器的短路阻抗、變壓器一次側(cè)電壓和電流以及變壓器二次側(cè)電壓和電流之間的關(guān)系得到的數(shù)學(xué)模型。建立該關(guān)系模型具體包括步驟：

S1：建立變壓器等效電路模型；

S2：根據(jù)所述變壓器等效電路模型，獲得變壓器短路阻抗、變壓器一次側(cè)電壓和電流；以及

S3：變壓器二次側(cè)電壓和電流之間的關(guān)系模型。

分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元14，包括至少一組纏繞在所述變壓器的繞組上并用光開(kāi)關(guān)選通的待測(cè)光纖組、第一分布式反饋半導(dǎo)體激光器和第二分布式反饋半導(dǎo)體激光器，用于測(cè)量所述變壓器繞組的溫度。優(yōu)選的，所述待測(cè)光纖組包括摻鉺光纖。

至今繞組熱點(diǎn)溫度只能通過(guò)頂層油溫間接反映，因此對(duì)變壓器的負(fù)載能力通過(guò)負(fù)載電流和頂層油溫進(jìn)行了過(guò)度的限制，或在短期過(guò)載時(shí)又處于失控狀態(tài)，而分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元14對(duì)繞組進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能可以充分發(fā)揮變壓器的負(fù)載能力，又可以防止出現(xiàn)危及變壓器絕緣的故障風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以通過(guò)積累熱點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)計(jì)算變壓器絕緣使用壽命。

所述在線(xiàn)監(jiān)控單元15，用于當(dāng)所述分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)單元檢測(cè)到所述變壓器繞組的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，根據(jù)所述變壓器的各側(cè)電流數(shù)據(jù)突變量判定所述變壓器是否存在變形潛伏故障。

根據(jù)本實(shí)用新型提出的變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)對(duì)表征變壓器繞組形狀的數(shù)據(jù)或參數(shù)在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析、判斷繞組變形程度，并在繞組變形程度嚴(yán)重時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，調(diào)度運(yùn)行人員有計(jì)劃的安排變壓器退出運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)檢修，從而降低變壓器損壞事故、提高變壓器安全運(yùn)行水平。

如附圖2所示，所述變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置還可以包括故障報(bào)警單元21，用于當(dāng)所述在線(xiàn)監(jiān)控單元判定所述變壓器存在變形潛伏故障時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸形式向后臺(tái)管理系統(tǒng)預(yù)警。

如附圖3所示，所述變壓器繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置還可以包括策略調(diào)整單元31，用于當(dāng)所述在線(xiàn)監(jiān)控單元判定所述變壓器存在變形潛伏故障時(shí)，啟動(dòng)所述變壓器對(duì)應(yīng)的保護(hù)元件，跳閘切除故障，同時(shí)將所述變壓器復(fù)歸。在保護(hù)啟動(dòng)后，利用變壓器保護(hù)元件快速識(shí)別所述變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)，保護(hù)元件的動(dòng)作時(shí)間隨故障嚴(yán)重程度增加而減小。

若此時(shí)所述變壓器處于空載合閘狀態(tài)，則采用“頻域保護(hù)元件”來(lái)判斷變壓器是否區(qū)內(nèi)故障；若是，則保護(hù)發(fā)出跳閘信號(hào)切除故障，同時(shí)將所述變壓器進(jìn)行復(fù)位；若否，則結(jié)束。

若所述變壓器處于負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，則保護(hù)采用“故障分量保護(hù)元件”來(lái)判斷變壓器是否區(qū)內(nèi)弱故障；若是，則保護(hù)發(fā)出跳閘信號(hào)切除故障，同時(shí)將所述變壓器進(jìn)行復(fù)位；若否，則對(duì)保護(hù)參數(shù)和動(dòng)作保護(hù)門(mén)檻值進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。