本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別是涉及一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高壓電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的重要設(shè)備，其運(yùn)行過程直接影響電力的輸送，因而對電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測尤為重要。電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測就是通過測量和分析故障后電網(wǎng)中電流、電壓等電氣量以及保護(hù)和斷路器動(dòng)作的開關(guān)量變化信息，識別故障元件。良好的監(jiān)測策略和故障排查方法對于縮短故障時(shí)間，防止事故擴(kuò)大具有重要意義。最理想的監(jiān)測指標(biāo)是依據(jù)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。

目前針對高壓電力變壓器的運(yùn)行監(jiān)測主要是依靠故障錄波裝置，這種裝置可在電力系統(tǒng)發(fā)生故障(如線路短路、接地等，以及系統(tǒng)過電壓、負(fù)荷不平衡等)時(shí)，自動(dòng)地記錄電力系統(tǒng)故障前、后過程的各種電氣量(主要指數(shù)字量，比如電壓值、電流值、頻率、阻抗以及電容等等)的變化情況，通過對這些電氣量變化情況的分析、比較，確定高壓電力變壓器的運(yùn)行情況，從而確定高壓電力變壓器是否發(fā)生故障。

但是故障錄波裝置主要以事后分析為主，缺乏預(yù)警分析機(jī)制，且設(shè)備采購成本高，數(shù)據(jù)傳輸不方便。

此外，目前的電力電壓監(jiān)測研究主要是從振動(dòng)、油溫、接地電壓等方面進(jìn)行，這些指標(biāo)在高壓電力變壓器中對電能質(zhì)量影響較小，而對于故障穿越電流、涌流、暫態(tài)過電壓、諧波電壓等較為重要的指標(biāo)卻沒有提出系統(tǒng)性的監(jiān)測方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)及方法，應(yīng)用于三繞組變壓器，基于電能質(zhì)量指標(biāo)分析、評估機(jī)制，解決現(xiàn)有技術(shù)中對于故障穿越電流、涌流、暫態(tài)過電壓、諧波電壓等重要指標(biāo)缺乏系統(tǒng)性的監(jiān)測方法，以及在監(jiān)測信息反饋渠道方面缺乏有效、及時(shí)的傳輸方式和信息數(shù)據(jù)處理、評估和展示機(jī)制，無法實(shí)時(shí)在線監(jiān)測等問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)用于三繞組變壓器9，包括：

電流互感器1、電壓互感器2、電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3、信息控制器4、信息處理器5、終端設(shè)備接口6、電源7和監(jiān)測柜8，其中，

所述電流互感器1和所述電壓互感器2的一端分別與所述三繞組變壓器9三側(cè)電連接，另一端與所述電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3電連接，所述電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3的輸出端303與所述信息控制器4的輸入端405電連接，所述信息控制器4的輸出端406與所述信息處理器5的輸入端501電連接，所述信息處理器5的輸出端502與所述終端設(shè)備接口6電連接；

所述電源7分別與所述電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3、信息控制器4和信息處理器5并聯(lián)；

所述電流互感器1、電壓互感器2、電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3、信息控制器4、信息處理器5、終端設(shè)備接口6、電源7設(shè)置于所述監(jiān)測柜8中。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)可以包括以下有益效果：本實(shí)用新型中，電流互感器和電壓互感器的信號采集操作協(xié)同并行，同時(shí)采集高壓電力變壓器三側(cè)的電流和電壓信號，不僅能夠有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，而且還有助于減小后續(xù)測量誤差，使數(shù)據(jù)信息更準(zhǔn)確；電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀既監(jiān)測穩(wěn)態(tài)電流/電壓數(shù)據(jù)，又記錄暫態(tài)電流/電壓突變事件數(shù)據(jù)，并且所監(jiān)測的信息基于電能質(zhì)量指標(biāo)，具有準(zhǔn)確性高，信息詳細(xì)的特點(diǎn)；在信息控制器中，針對4種故障指標(biāo)設(shè)置了故障電流穿越評估模塊、涌流評估模塊、暫態(tài)過電壓評估模塊和諧波電壓評估模塊，對故障指標(biāo)進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，符合系統(tǒng)性需求；信息處理器通過終端設(shè)備接口與終端設(shè)備連接，能夠?qū)崿F(xiàn)有線和無線數(shù)據(jù)傳輸，及時(shí)地反饋報(bào)警信息，便于對高壓電力變壓器進(jìn)行維護(hù)、故障排除和檢查維修等工作過程，尤其是在現(xiàn)場作業(yè)的過程中，工作人員能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測高壓電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)的框架圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測方法的流程圖。

圖1中，符號表示：

1-電流互感器，2-電壓互感器，3-電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀，4-信息控制器，5-信息處理器，6-終端設(shè)備接口，7-電源，8-監(jiān)測柜，9-變壓器，301-電流數(shù)據(jù)采集卡，302-電壓數(shù)據(jù)采集卡，303-電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀的輸出端，401-故障電流穿越評估模塊，402-涌流評估模塊，403-暫態(tài)過電壓評估模塊，404-諧波電壓評估模塊，405-信息控制器的輸入端，406-信息控制器的輸出端，501-信息處理器的輸入端，502-信息處理器的輸出端。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括：電流互感器1、電壓互感器2、電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3、信息控制器4、信息處理器5、終端設(shè)備接口6、電源7和監(jiān)測柜8。

如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)的框架圖。

電流互感器1和電壓互感器2的一端分別與三繞組變壓器9的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)電連接，用于以一定的時(shí)間周期連續(xù)采集變壓器9三側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電壓，并在變壓器9運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，采集變壓器9的暫態(tài)電流和暫態(tài)電壓，三組信號可以有效較少測量誤差，使數(shù)據(jù)信息更準(zhǔn)確。電流互感器1和電壓互感器2將采集的穩(wěn)態(tài)電流、穩(wěn)態(tài)電壓、暫態(tài)電流和暫態(tài)電壓等數(shù)據(jù)信息傳遞給電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3。

電流互感器1和電壓互感器2的另一端分別與電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3電連接，電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3包括電流數(shù)據(jù)采集卡301和電壓數(shù)據(jù)采集卡302，電流數(shù)據(jù)采集卡301與電流互感器1電連接，用于將電流互感器1采集的變壓器9三側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流以及暫態(tài)電流進(jìn)行記錄和整理；電壓數(shù)據(jù)采集卡302與電壓互感器2電連接，用于將電壓互感器2采集的變壓器9三側(cè)的穩(wěn)態(tài)電壓以及暫態(tài)電壓進(jìn)行記錄和整理，電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3將電流數(shù)據(jù)采集卡301和電壓數(shù)據(jù)采集卡302整理后的穩(wěn)態(tài)電流、穩(wěn)態(tài)電壓、暫態(tài)電流和暫態(tài)電壓等數(shù)據(jù)信息通過輸出端303傳遞給信息控制器。

信息控制器4的輸入端405與電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3的輸出端303電連接，信息控制器4包括主控板以及集成在主控板上的4個(gè)模塊，包括故障電流穿越評估模塊401、涌流評估模塊402、暫態(tài)過電壓評估模塊403和諧波電壓評估模塊404，其中，

故障電流穿越評估模塊401用于接收電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3記錄的半周波電流有效值大于2倍變壓器額定電流且電壓有效值低于額定電壓80％的數(shù)據(jù)信息，并將此數(shù)據(jù)信息中的最大故障相電流瞬時(shí)值與對應(yīng)斷路器的遮斷容量做除法運(yùn)算，將運(yùn)算值定位在高、中、低三個(gè)等級中的一個(gè)，并生成故障電流穿越評估指標(biāo)數(shù)據(jù)信息，然后將故障電流穿越評估指標(biāo)數(shù)據(jù)信息通過信息控制器4的輸出端406傳遞給信息處理器5。

涌流評估模塊402用于接收電流有效值由0開始突變的數(shù)據(jù)信息，并分析此數(shù)據(jù)信息中每一次涌流中的2次諧波電流含有率和4次諧波電流含有率的變化趨勢，將變化趨勢確定為高或低，并生成涌流評估數(shù)據(jù)信息，然后將涌流評估數(shù)據(jù)信息通過信息控制器4的輸出端406傳遞給信息處理器5。

暫態(tài)過電壓評估模塊403用于接收半周波電壓有效值大于變壓器額定電壓的1.2倍的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)信息中的電壓波形分析過電壓的原因，判斷是操作過電壓或雷電過電壓，并生成暫態(tài)過電壓評估數(shù)據(jù)信息，然后將暫態(tài)過電壓評估數(shù)據(jù)信息通過信息控制器4的輸出端406傳遞給信息處理器5。

諧波電壓評估模塊404用于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息中一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)諧波電壓的總畸變率，將總畸變率與預(yù)設(shè)值作比較，根據(jù)比較確定總畸變率為高或正常，并生成諧波電壓評估數(shù)據(jù)信息，然后將諧波電壓數(shù)據(jù)信息通過信息控制器4的輸出端406傳遞給信息處理器5。

信息處理器5的輸入端501與信息控制器4的輸出端406電連接，另外，信息處理器5還與監(jiān)測系統(tǒng)中的開關(guān)和報(bào)警裝置電連接，開關(guān)用于控制監(jiān)測系統(tǒng)的打開和關(guān)閉，報(bào)警裝置用于在信息處理器5接收到故障信息時(shí)發(fā)出警報(bào)以提醒工作人員或檢修人員。信息處理器5用于接收信息控制器4中各個(gè)模塊傳遞的評估數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)評估數(shù)據(jù)信息判斷是否生成報(bào)警，若生成報(bào)警，則將報(bào)警信息通過輸出端502和終端設(shè)備接口6傳遞給移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)平臺并生成報(bào)警記錄日志。

電源7分別與電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3、信息控制器4和信息處理器5并聯(lián)為其提供電力，電流互感器1、電壓互感器2、電流/電壓數(shù)據(jù)記錄儀3、信息控制器4、信息處理器5、終端設(shè)備接口6、電源7設(shè)置于監(jiān)測柜8中，便于對其進(jìn)行管理和維護(hù)，此外，監(jiān)測柜8還設(shè)置有接地線，防止工作人員或檢修人員在操作過程中發(fā)生觸電事故。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)中，電流互感器1和電壓互感器2的信號采集操作協(xié)同并行，同時(shí)采集高壓電力變壓器9三側(cè)的電流和電壓信號，不僅能夠有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，而且還有助于減小后續(xù)測量誤差，使數(shù)據(jù)信息更準(zhǔn)確；電流/電壓數(shù)據(jù)記錄3儀既監(jiān)測穩(wěn)態(tài)電流/電壓數(shù)據(jù)，又記錄暫態(tài)電流/電壓突變事件數(shù)據(jù)，并且所監(jiān)測的信息基于電能質(zhì)量指標(biāo)，具有準(zhǔn)確性高，信息詳細(xì)的特點(diǎn)；在信息控制器4中，針對4種故障指標(biāo)設(shè)置了故障電流穿越評估模塊401、涌流評估模塊402、暫態(tài)過電壓評估模塊403和諧波電壓評估模塊404，對故障指標(biāo)進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，符合系統(tǒng)性需求；信息處理器5通過終端設(shè)備接口6與終端設(shè)備連接，能夠?qū)崿F(xiàn)有線和無線數(shù)據(jù)傳輸，及時(shí)地反饋報(bào)警信息，便于對高壓電力變壓器進(jìn)行維護(hù)、故障排除和檢查維修等工作過程，尤其是在現(xiàn)場作業(yè)的過程中，工作人員能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測高壓電力變壓器9的運(yùn)行狀態(tài)。

與本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)相對應(yīng)，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測方法。

如圖3所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高壓電力變壓器運(yùn)行監(jiān)測方法的流程圖，該方法包括：

步驟S100中，以不低于3分鐘的時(shí)間周期連續(xù)采集變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流/電壓數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測電流/電壓突變量觸發(fā)記錄暫態(tài)電流/電壓突變事件數(shù)據(jù)和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)，其中，暫態(tài)電流/電壓突變事件數(shù)據(jù)的采樣率不低于64點(diǎn)/周波。

步驟S200中，對穩(wěn)態(tài)電流/電壓數(shù)據(jù)、暫態(tài)電流/電壓突變事件數(shù)據(jù)和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、整理和區(qū)分，其中，暫態(tài)波形數(shù)據(jù)的記錄至少為電流/電壓突變前10個(gè)周波至電流/電壓突變后100個(gè)周波的數(shù)據(jù)長度。

觸發(fā)記錄暫態(tài)電流突變事件數(shù)據(jù)和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)的電流突變量是半周波電流有效值大于2倍變壓器額定電流、電流有效值由0開始突變、2次諧波電流含有率或4次諧波電流含有率大于1％中的一種。

觸發(fā)記錄暫態(tài)電壓突變事件數(shù)據(jù)和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)的電壓突變量是半周波電壓有效值大于變壓器額定電壓的1.2倍、負(fù)序電壓含有率大于4％、電壓有效值低于額定電壓的80％、諧波電壓總畸變率大于預(yù)設(shè)值中的一種。

對穩(wěn)態(tài)電流/電壓數(shù)據(jù)、暫態(tài)電流/電壓突變事件數(shù)據(jù)和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，包括對數(shù)據(jù)中的故障相電流分析判斷、涌流分析判斷、過電壓分析判斷和諧波電壓分析判斷，步驟S301中，若記錄的半周波電流有效值大于2倍變壓器額定電流且電壓有效值低于額定電壓的80％，則將記錄的最大故障相電流瞬時(shí)值與對應(yīng)斷路器的遮斷容量做除法運(yùn)算，判斷最大故障相電流瞬時(shí)值與對應(yīng)斷路器的遮斷容量的比值范圍，如果比值小于0.6，則判定為低；如果比值處于0.6-0.9之間，則判定為中；如果比值大于0.9，則判定為高。

步驟S302中，若電流有效值是由0開始突變，則分析每一次涌流中的2次諧波電流含有率和4次諧波電流含有率的變化趨勢，判斷涌流中諧波電流的變化趨勢，若變化趨勢為大，則判定為高；若變化趨勢為小，則判定為低。

步驟S303中，若半周波電壓有效值大于電壓器額定電壓的1.2倍，則依據(jù)電壓波形分析并判斷過電壓的原因，如果電壓波形為操作過電壓波形，則判定為操作過電壓；如果電壓波形為雷電過電壓波形，則判定為雷電過電壓。

步驟S304中，以24小時(shí)為一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期，監(jiān)測諧波電壓的畸變率，比較并判斷諧波電壓總畸變率與GB/T14549-1993所規(guī)定的限值的大小，若諧波電壓總畸變率大于所規(guī)定的限值，則判定為高；若諧波電壓總畸變率小于或等于所規(guī)定的限值，則判定為正常。

步驟S400中，將上述判斷結(jié)果整合，根據(jù)已達(dá)到或超過預(yù)警值的信息生成報(bào)警信息，通過設(shè)置報(bào)警裝置生成警報(bào)對工作人員和檢修人員進(jìn)行提醒。

步驟S500中，將報(bào)警信息傳遞給移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)平臺并生成報(bào)警記錄日志，工作人員和檢修人員可以通過手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備對報(bào)警信息進(jìn)行查看，便于對變壓器進(jìn)行維護(hù)以及故障排除等工作過程，尤其是在現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，檢修人員和工作人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。

以上所述僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。