一種變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗故障診斷方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及一種變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗故障診斷方法及其系統(tǒng)，該方法采用低電壓標準沖擊電壓發(fā)生器對被試變壓器低壓繞組放電，在被試變壓器高壓繞組上形成高幅值沖擊電壓。在試驗過程中進行低壓繞組輸入電壓和高壓繞組輸出電壓信號的采集，計算得到傳遞函數(shù)，通過比較不同試驗電壓下的傳遞函數(shù)極值點頻率變化情況進行變壓器的故障診斷。
【專利說明】
-種變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗故障診斷方法及系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001 ]本公開設及變壓器現(xiàn)場沖擊試驗領域，尤其設及一種變壓器感應式?jīng)_擊試驗故障 診斷方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 變壓器是電網(wǎng)的核屯、設備，是電網(wǎng)的屯、臟，其安全運行關(guān)系著整個電網(wǎng)的安全運 行。沖擊耐壓試驗是220kVW上變壓器的例行試驗，特別是在現(xiàn)場進行變壓器的沖擊耐壓試 驗是對變壓器投運前的最后一道考核，運對于保證變壓器的安全運行具有重要意義。
[0003] 常規(guī)的沖擊耐壓試驗采用沖擊電壓發(fā)生器直接從變壓器高壓端施加沖擊電壓，但 運種方法對沖擊電壓發(fā)生器的要求很高，設備體積很大，難W運輸和現(xiàn)場實施。沖擊耐壓試 驗對變壓器的繞組應絕緣具有嚴格的考核，但由于沖擊電壓的衰減特性，即在試驗過程中 發(fā)生了應絕緣擊穿等事故，也難W從聲音、外觀看出，此時需要更準確的故障診斷方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本公開提出了一種利用變壓器的輸入和輸出電壓波形計算變壓器的整體傳遞函 數(shù)的方法進行變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗中的故障診斷。傳統(tǒng)的變壓器傳遞函數(shù)故障診斷 方法應用于直接施加式，只能對被試繞組進行診斷，本公開應用于變壓器感應式?jīng)_擊耐壓 試驗中，可對變壓器整體絕緣狀態(tài)進行診斷。
[0005] -種變壓器感應沖擊耐壓試驗故障診斷方法，所述方法包括下述步驟：
[0006] 步驟（1):對被試變壓器施加第一輸入電壓，獲得第一輸出電壓;所述第一輸入電 壓不會使被試變壓器產(chǎn)生故障；
[0007] 步驟(2):對被試變壓器施加第二輸入電壓，獲得第二輸出電壓;所述第二輸入電 壓可能會使被試變壓器產(chǎn)生故障；
[000引步驟(3):將第一輸入電壓、第一輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第一傳遞函數(shù);將第 二輸入電壓、第二輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第二傳遞函數(shù);所述傳遞函數(shù)是表征被試變 壓器故障狀態(tài)的函數(shù)；
[0009] 步驟(4):分別計算第一傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值；
[0010] 步驟(5):將第二傳遞函數(shù)的最大值和第一傳遞函數(shù)的最大值進行比較，進行故障 診斷。
[0011] 此外，本公開還進一步公開了一種變壓器感應沖擊耐壓試驗故障診斷系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括被試變壓器、第一試驗電壓施加模塊、第二試驗電壓施加模塊、計算模塊、判斷模 塊；
[0012] 所述第一試驗電壓施加模塊，用于:對被試變壓器施加第一輸入電壓，獲得第一輸 出電壓，并將第一輸入電壓及第一輸出電壓輸出給計算模塊;所述第一輸入電壓不會使被 試變壓器產(chǎn)生故障；
[0013] 所述第二試驗電壓施加模塊，用于:對被試變壓器施加第二輸入電壓，獲得第二輸 出電壓，并將第二輸入電壓及第二輸出電壓輸出給計算模塊;所述第二輸入電壓可能會使 被試變壓器產(chǎn)生故障；
[0014] 所述計算模塊，用于:在將第一輸入電壓、第一輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第一傳 遞函數(shù)、將第二輸入電壓、第二輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第二傳遞函數(shù)后，分別計算第一 傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值，并將所述第一傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大 值輸出給判斷模塊;所述傳遞函數(shù)是表征被試變壓器故障狀態(tài)的函數(shù)；
[0015] 所述判斷模塊，用于:將第二傳遞函數(shù)的最大值和第一傳遞函數(shù)的最大值進行比 較，進行故障診斷。
[0016] 本故障診斷方法應用于變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗中，通過比較不同試驗電壓下 的傳遞函數(shù)的最大值進行故障診斷，所述傳遞函數(shù)是描述整個被試變壓器的函數(shù)。所述方 法的故障診斷是基于量化判斷，簡單易行，客觀準確。
【附圖說明】
[0017] 圖1 一個實施例中線路連接示意圖；
[0018] 圖中：1為標準沖擊電壓發(fā)生器，2為與標準沖擊電壓發(fā)生器并聯(lián)的分壓器，3為被 試變壓器低壓繞組端子，4為被試變壓器高壓繞組端子，5為被試變壓器，6為與被試變壓器 高壓繞組并聯(lián)的分壓器。
【具體實施方式】
[0019] 針對本公開的一種變壓器感應沖擊耐壓試驗故障診斷方法，就運一故障診斷方法 而言，所述方法包括下述步驟：
[0020] 步驟（1):對被試變壓器施加第一輸入電壓，獲得第一輸出電壓;所述第一輸入電 壓不會使被試變壓器產(chǎn)生故障；
[0021] 步驟(2):對被試變壓器施加第二輸入電壓，獲得第二輸出電壓;所述第二輸入電 壓可能會使被試變壓器產(chǎn)生故障；
[0022] 步驟(3):將第一輸入電壓、第一輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第一傳遞函數(shù);將第 二輸入電壓、第二輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第二傳遞函數(shù);所述傳遞函數(shù)是表征被試變 壓器故障狀態(tài)的函數(shù)；
[0023] 步驟(4):分別計算第一傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值；
[0024] 步驟(5):將第二傳遞函數(shù)的最大值和第一傳遞函數(shù)的最大值進行比較，進行故障 診斷。
[0025] 對于上述實施例而言，本實施例充分體現(xiàn)了本公開的核屯、思路:即：在試驗過程中 對被試變壓器輸入不同電壓和相應輸出電壓信號的采集，計算得到傳遞函數(shù)，通過比較不 同試驗電壓下的傳遞函數(shù)最大值變化情況進行變壓器的故障診斷。
[0026] 所述方法相對傳統(tǒng)的變壓器傳遞函數(shù)故障診斷方法應用于直接施加式，只能對被 試繞組進行診斷，本公開應用于變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗中，可對變壓器整體絕緣狀態(tài) 進行診斷。
[0027] 在進行變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗時，采用低電壓標準沖擊電壓器對被試變壓器 低壓繞組放電，在被試變壓器高壓繞組上形成高幅值沖擊電壓。在試驗過程中，對被試變壓 器進行兩次放電。將兩次被試變壓器低壓繞組放電的電壓分別作為所述第一輸入電壓、第 二輸入電壓;將兩次被試點W前高壓組上形成的沖擊電壓作為所述第一輸出電壓、第二輸 出電壓。
[0028] 在一個實施例中，提供了步驟(3)中所述傳遞函數(shù)的計算公式，即傳遞函數(shù)HWin, Uout)為：
[0029]
[0030] 式中：函數(shù)fft將輸入被試變壓器的電壓信號通過快速傅立葉變化轉(zhuǎn)化到頻域； 化Ut為被試變壓器的輸出電壓信號;Uin為被試變壓器的輸入電壓信號。
[0031] 在一個實施例中，提供了步驟(5)中所述比較的實現(xiàn)方式包括:計算第二傳遞函數(shù) 的最大值相對第一傳遞函數(shù)的最大值的變化率。
[0032] 進一步地，在一個實施例中，提供了步驟(5)中所述故障診斷的判斷方法包括:若 所述變化率超過± 5%，則判斷被試變壓器存在絕緣故障。
[0033] 為便于本領域技術(shù)人員理解本公開，下面實施例結(jié)合附圖1對本公開方法進行闡 述。
[0034] 在一個實施例中，試驗回路如附圖1所示，其中（1)為標準沖擊電壓發(fā)生器，（2)為 與標準沖擊電壓發(fā)生器并聯(lián)的分壓器，從中獲得低壓繞組的輸入電壓信號Ul，（3)為被試變 壓器低壓繞組端子，（4)為被試變壓器高壓繞組端子，（5)為被試變壓器，（6)為與被試變壓 器高壓繞組并聯(lián)的分壓器，獲得高壓繞組的電壓信號U2。
[0035] 在對被試變壓器在感應式?jīng)_擊電壓試驗時進行故障診斷的具體步驟為：
[0036] 步驟1.對被試變壓器施加50%試驗電壓，獲得第一輸入電壓Ul，第一輸出電壓U2;
[0037] 步驟2.根據(jù)第一輸入電壓Ul、第一輸出電壓U2計算第一傳遞函數(shù)H;
[0038] 步驟3.對被試變壓器施加100%試驗電壓，獲得第二輸入電壓U1'，第二輸出電壓 肥'，；
[0039] 步驟4.根據(jù)第二輸入電壓U1'、第二輸出電壓U2'計算第二傳遞函數(shù)H'；
[0040] 步驟5.分別計算第一傳遞函數(shù)H和第二傳遞函數(shù)H'的最大值Max化/)、Max化）；
[0041] 步驟6.若第二傳遞函數(shù)H1'相比第一傳遞函數(shù)Hl的最大值變化率超過了 ±5%，貝。 判斷被試變壓器存在絕緣故障;其中：
[0042]
[0043] 在本實施例中，選擇50%試驗電壓作為第一輸入電壓，是基于假設50%試驗電壓 是無故障的，實際不必局限于50%試驗電壓，任何低于無故障的電壓值均可。同理，100%試 驗電壓比較高，則可能存在故障，也可W選擇認為有可能存在故障的電壓值作為第二輸入 電壓。
[0044] 此外，本公開還進一步公開了一種變壓器感應沖擊耐壓試驗故障診斷系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括被試變壓器、第一試驗電壓施加模塊、第二試驗電壓施加模塊、計算模塊、判斷模 塊。
[0045] 所述第一試驗電壓施加模塊，用于:對被試變壓器施加第一輸入電壓，獲得第一輸 出電壓，并將第一輸入電壓及第一輸出電壓輸出給計算模塊;所述第一輸入電壓不會使被 試變壓器產(chǎn)生故障。
[0046] 所述第二試驗電壓施加模塊，用于:對被試變壓器施加第二輸入電壓，獲得第二輸 出電壓，并將第二輸入電壓及第二輸出電壓輸出給計算模塊;所述第二輸入電壓可能會使 被試變壓器產(chǎn)生故障。
[0047] 在進行變壓器感應式?jīng)_擊耐壓試驗時，采用低電壓標準沖擊電壓器對被試變壓器 低壓繞組放電，在被試變壓器高壓繞組上形成高幅值沖擊電壓。在試驗過程中，對被試變壓 器進行兩次放電。因此，在運種沖擊耐壓試驗方式中，所述第一輸入電壓、第二輸入電壓為 被試變壓器低壓繞組電壓;所述第一輸出電壓、第二輸出電壓為被試變壓器高壓繞組電壓。 [004引所述計算模塊，用于:在將第一輸入電壓、第一輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第一傳 遞函數(shù)、將第二輸入電壓、第二輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第二傳遞函數(shù)后，分別計算第一 傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值，并將所述第一傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大 值輸出給判斷模塊;所述傳遞函數(shù)是表征被試變壓器故障狀態(tài)的函數(shù)。
[0049] 優(yōu)洗化，所沐倍遞巧掛H(Ui n ,Uout)的計算公式為：
[(K)加]
[0051 ] 式中：函數(shù)fft
將輸入被試變比器的電壓信號通過快速傅立葉變化轉(zhuǎn)化到頻域； 化Ut為被試變壓器的輸出電壓信號;Uin為被試變壓器的輸入電壓信號。
[0052] 所述判斷模塊，用于:將第二傳遞函數(shù)的最大值和第一傳遞函數(shù)的最大值進行比 較，進行故障診斷。進一步地，所述比較的實現(xiàn)方式為:計算第二傳遞函數(shù)的最大值相對第 一傳遞函數(shù)的最大值的變化率。更進一步地，所述故障診斷的判斷方法包括:若所述變化率 超過±5%，則判斷被試變壓器存在絕緣故障。
[0053] W上對本公開進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本公開的原理及實施方 式進行了闡述，W上實施例的說明只是用于幫助理解本公開的方法及其核屯、思想；同時，對 于本領域技術(shù)人員，依據(jù)本公開的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜 上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本公開的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種變壓器感應沖擊耐壓試驗故障診斷方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟： 步驟（1):對被試變壓器施加第一輸入電壓，獲得第一輸出電壓;所述第一輸入電壓不 會使被試變壓器產(chǎn)生故障； 步驟(2):對被試變壓器施加第二輸入電壓，獲得第二輸出電壓;所述第二輸入電壓可 能會使被試變壓器產(chǎn)生故障； 步驟(3):將第一輸入電壓、第一輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第一傳遞函數(shù);將第二輸 入電壓、第二輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第二傳遞函數(shù);所述傳遞函數(shù)是表征被試變壓器 故障狀態(tài)的函數(shù)； 步驟(4):分別計算第一傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值； 步驟（5):將第二傳遞函數(shù)的最大值和第一傳遞函數(shù)的最大值進行比較，進行故障診 斷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于： 優(yōu)選的，所述第一輸入電壓、第二輸入電壓為被試變壓器低壓繞組電壓； 所述第一輸出電壓、第二輸出電壓為被試變壓器高壓繞組電壓。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述傳遞函數(shù)H(Uin，Uout)的計算公式為：式中：函數(shù)fft將輸入被試變壓器的電壓信號通過快速傅立葉變化轉(zhuǎn)化到頻域； Uout為被試變壓器的輸出電壓信號； Uin為被試變壓器的輸入電壓信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述比較的實現(xiàn)方式包括： 計算第二傳遞函數(shù)的最大值相對第一傳遞函數(shù)的最大值的變化率。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述故障診斷的判斷方法包括： 若所述變化率超過± 5 %，則判斷被試變壓器存在絕緣故障。6. -種變壓器感應沖擊耐壓試驗故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括被試變壓 器、第一試驗電壓施加模塊、第二試驗電壓施加模塊、計算模塊、判斷模塊； 所述第一試驗電壓施加模塊，用于:對被試變壓器施加第一輸入電壓，獲得第一輸出電 壓，并將第一輸入電壓及第一輸出電壓輸出給計算模塊;所述第一輸入電壓不會使被試變 壓器產(chǎn)生故障； 所述第二試驗電壓施加模塊，用于:對被試變壓器施加第二輸入電壓，獲得第二輸出電 壓，并將第二輸入電壓及第二輸出電壓輸出給計算模塊;所述第二輸入電壓可能會使被試 變壓器產(chǎn)生故障； 所述計算模塊，用于:在將第一輸入電壓、第一輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第一傳遞函 數(shù)、將第二輸入電壓、第二輸出電壓輸入傳遞函數(shù)得到第二傳遞函數(shù)后，分別計算第一傳遞 函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值，并將所述第一傳遞函數(shù)、第二傳遞函數(shù)各自的最大值輸 出給判斷模塊;所述傳遞函數(shù)是表征被試變壓器故障狀態(tài)的函數(shù)； 所述判斷模塊，用于:將第二傳遞函數(shù)的最大值和第一傳遞函數(shù)的最大值進行比較，進 行故障診斷。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于： 所述第一輸入電壓、第二輸入電壓為被試變壓器低壓繞組電壓； 所述第一輸出電壓、第二輸出電壓為被試變壓器高壓繞組電壓。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳遞函數(shù)H(Uin，Uout)的計算公式為：式中：函數(shù)fft將輸入被試變壓器的電壓信號通過快速傅立葉變化轉(zhuǎn)化到頻域； Uout為被試變壓器的輸出電壓信號； Uin為被試變壓器的輸入電壓信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述比較的實現(xiàn)方式為： 計算第二傳遞函數(shù)的最大值相對第一傳遞函數(shù)的最大值的變化率。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述故障診斷的判斷方法包括： 若所述變化率超過± 5 %，則判斷被試變壓器存在絕緣故障。
【文檔編號】G01R31/12GK105954654SQ201610265050
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】李軍浩
【申請人】西安交通大學