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专利名称：一种配电变压器匝间短路的在线监测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及变压器的安全控制领域，特别是涉及一种配电变压器匝间短路的在线监测方法及装置。
背景技术：
配网变压器的正常运行是整个配电网系统正常运行的关键。在变压器中，绕组是最重要、最复杂也是最容易出现故障的部件，统计资料表明绕组的损坏率约占整个变压器故障的60%-70%。而绕组故障发生的原因主要是变压器内部的绝缘失效造成的匝间短路。匝间短路发生后，故障绕组会产生很大的短路电流，发热量等各种损耗加大，反过来破坏绝缘，引起变压器损坏。而且对于匝间短路故障，往往能够继续送出满负荷电流，但是事故点已经被烧坏，如果不及时发现匝间短路，故障就会继续发展，最终导致变压器的烧毁，所以怎样在事故发生前诊断出匝间短路至关重要。目前，对于配电变压器匝间短路故障，尚没有商业化的在线监测装置。变压器匝间短路无论发生在高压侧还是低压侧，一般出厂试验、交接试验以及运行后的预防性试验都很难发现。电力从业人员都知道，变压器发生匝间短路时，尽管短路匝电流很大，但流出一次侧电流非常小。传统的保护措施是通过整定继电保护的参数来实现的，这对一些不会产生保护动作的匝间短路故障的诊断就无能为力。因此，如何在继电保护动作之前及时地监测这种潜伏性故障，避免变压器非正常退出运行就显得非常必要。利用传统的保护反应轻微的内部故障，保护的灵敏性低、动作迟缓，当变压器内部发生故障时，即使保护装置根据技术要求正确的动作，通常大部分绕组还是被损坏，其主要原因如下1、差动保护为了躲过励磁涌流和穿越性故障产生的不平衡电流，继电器的动作整定值较高，从而降低了保护装置的灵敏度。变压器匝间短路时，虽然短路匝中的电流可高达额定电流的数十倍，但电源方三相电流并不大只有当故障发展到一定程度时，才能检测出来。2、对于瓦斯继电器，只有当气体积累到某一最小容积时才能动作，故瓦斯保护反应变压器内部这种匝间短路故障的速度慢、时间长。

发明内容
本发明的目的在于提出一种配电变压器匝间短路的在线监测方法及装置，可以实时在线监测，及时检测出变压器匝间短路故障；工程实践较简单，不会对原系统结构产生明显影响。采用的方案一种配电变压器匝间短路的在线监测方法，包括步骤在空载条件下，获取变压器高压侧的电压和电流；以及获取所述变压器低压侧的电压和电流；
根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗；判断所述变压器的实时功率损耗是否大于所述变压器在正常工作时的功率损耗；若是，则发出第一报警信号；若否，则不发出所述第一报警信号；将所述第一报警信号上传控制中心。以及，一种配电变压器匝间短路的在线监测装置，包括第一获取单元，用于在空载条件下，获取变压器高压侧的电压和电流；以及获取所述变压器低压侧的电压和电流；第二获取单元，用于根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗；判断单元，用于判断所述变压器的实时功率损耗是否大于所述变压器在正常工作时的功率损耗；若是，则通知第一报警单元发出第一报警信号；若否，则不通知所述第一报警单元发出所述第一报警信号通信单元，用于将所述第一报警信号上传控制中心。由于在变压器的工作过程中，不管变压器的型号是什么，多大容量，采用哪种接线方式，当它发生匝间短路故障时，就会在其绕组中产生一个很大的短路环流，尽管从外部端子上看去并不会发现端部电流有明显的变化。此环流会引起变压器绕组发热，发热量与电流大小的平方成正比，使得变压器损耗增加。当变压器发生匝间短路故障时，在故障点可能形成一个放电点，产生弧光放电，由此必将大量增加变压器的功率损耗。利用这一原理，本发明中实时获取变压器的功率损耗，当变压器的实时功率损耗大于变压器在正常工作时的功率损耗时，说明变压器发生了故障，此时发出报警信号，并将该报警信号上传控制中心，以便采取对应措施，可以实时在线监测，及时检测出变压器匝间短路故障；工程实践较简单，不会对原系统结构产生明显影响。


图1为本发明的一个流程图；图2为本发明的另一个流程图；图3为本发明装置的一个结构示意图；图4为本发明装置的另一个结构示意图。
具体实施例方式在变压器空载的条件下，进行本发明的实施。本发明提出一种配电变压器匝间短路的在线监测方法，其中一个实施方式，请参考图1，包括步骤S1、获取变压器高压侧的电压和电流；以及获取变压器低压侧的电压和电流；具体实施时，可以使用电压互感器和电流互感器来获取对应的电压和电流。S2、根据高压侧的电压和电流、低压侧的电压和电流获取变压器的实时功率损耗；在其中一个实施方式中，根据高压侧的电压和电流获取变压器的总输入功率；
根据低压侧的电压和电流获取变压器的总输出功率；将变压器的总输入功率减去变压器的总输出功率，得到变压器的实时功率损耗。具体的，根据步骤SI中获取的变压器高压、低压两端的电压电流值，即变压器高压端A相B相间的电压、B相C相间的电压、C相A相间的电压分别为Uab ; Ubc ; Uca ;变压器高压端的三相电流分别为IA; IB; Ic;变压器低压端A相B相间的电压、B相C相间的电压、C相A相间的电压分别为Uab，Ubc ;Uca ;变压器高压端的三相电流分别为Ia; Ib ;IC ;通过这些测量值计算出变压器的总输入功率？1和总输出功率P2;具体计算公式如下
权利要求
1.一种配电变压器匝间短路的在线监测方法，其特征在于，包括步骤 在空载条件下，获取变压器高压侧的电压和电流；以及获取所述变压器低压侧的电压和电流； 根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗； 判断所述变压器的实时功率损耗是否大于所述变压器在正常工作时的功率损耗；若是，则发出第一报警信号；若否，则不发出所述第一报警信号； 将所述第一报警信号上传控制中心。
2.根据权利要求1所述的配电变压器匝间短路的在线监测方法，其特征在于，当所述变压器的实时功率损耗大于所述变压器在正常工作时的功率损耗时， 根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相各自的实时功率损耗； 当A相的实时功率损耗大于A相在正常工作时的功率损耗时，发出第二报警信号； 当B相的实时功率损耗大于B相在正常工作时的功率损耗时，发出第三报警信号； 当C相的实时功率损耗大于C相在正常工作时的功率损耗时，发出第四报警信号； 将所述第二报警信号、所述第三报警信号以及所述第四报警信号上传所述控制中心。
3.根据权利要求1或2所述的配电变压器匝间短路的在线监测方法，其特征在于，所述根据高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗的步骤包括 根据所述高压侧的电压和电流获取所述变压器的总输入功率； 根据所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的总输出功率； 将所述变压器的总输入功率减去所述变压器的总输出功率，得到所述变压器的实时功率损耗。
4.根据权利要求3所述的配电变压器匝间短路的在线监测方法，其特征在于，所述根据高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相的各自的实时功率损耗的步骤包括 根据所述高压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相的输入功率； 根据所述低压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相的输出功率； 将A相的输入功率减去A相的输出功率，得到所述A相的实时功率损耗； 将B相的输入功率减去B相的输出功率，得到所述B相的实时功率损耗； 将C相的输入功率减去C相的输出功率，得到所述C相的实时功率损耗。
5.根据权利要求4所述的配电变压器匝间短路的在线监测方法，其特征在于，将所述第一报警信号、所述第二报警信号、所述第三报警信号以及所述第四报警信号上传所述控制中心。
6.一种配电变压器匝间短路的在线监测装置，其特征在于，包括 第一获取单元，用于在空载条件下，获取变压器高压侧的电压和电流；以及获取所述变压器低压侧的电压和电流； 第二获取单元，用于根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗；判断单元，用于判断所述变压器的实时功率损耗是否大于所述变压器在正常工作时的功率损耗；若是，则通知第一报警单元发出第一报警信号；若否，则不通知所述第一报警单元发出所述第一报警信号 通信单元，用于将所述第一报警信号上传控制中心。
7.根据权利要求6所述的配电变压器匝间短路的在线监测装置，其特征在于，所述配电变压器匝间短路的在线监测装置还包括第三获取单元、第二报警单元、第三报警单元以及第四报警单元； 当所述判断单元判断变压器的实时功率损耗大于所述变压器在正常工作时的功率损耗时， 所述第三获取单元根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相各自的实时功率损耗； 当A相的实时功率损耗大于A相在正常工作时的功率损耗时，所述第二报警单元发出第二报警信号； 当B相的实时功率损耗大于B相在正常工作时的功率损耗时，所述第三报警单元发出第三报警信号； 当C相的实时功率损耗大于C相在正常工作时的功率损耗时，所述第四报警单元发出第四报警信号； 所述通信单元将所述第二报警信号、所述第三报警信号以及所述第四报警信号上传所述控制中心。
8.根据权利要求6或7所述的配电变压器匝间短路的在线监测装置，其特征在于，所述第二获取单元根据高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗时， 根据所述高压侧的电压和电流获取所述变压器的总输入功率； 根据所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的总输出功率； 将所述变压器的总输入功率减去所述变压器的总输出功率，得到所述变压器的实时功率损耗。
9.根据权利要求8所述的配电变压器匝间短路的在线监测装置，其特征在于， 所述第三获取单元根据高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相的各自的实时功率损耗时， 根据所述高压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相的输入功率； 根据所述低压侧的电压和电流获取所述变压器A、B、C三相的输出功率； 将A相的输入功率减去A相的输出功率，得到所述A相的实时功率损耗； 将B相的输入功率减去B相的输出功率，得到所述B相的实时功率损耗； 将C相的输入功率减去C相的输出功率，得到所述C相的实时功率损耗。
10.根据权利要求9所述的配电变压器匝间短路的在线监测装置，其特征在于， 所述通信单元将所述第一报警信号、所述第二报警信号、所述第三报警信号以及所述第四报警信号上传所述控制中心。
全文摘要
本发明提出一种配电变压器匝间短路的在线监测方法，包括步骤在空载条件下，获取变压器高压侧的电压和电流；以及获取所述变压器低压侧的电压和电流；根据所述高压侧的电压和电流、所述低压侧的电压和电流获取所述变压器的实时功率损耗；判断所述变压器的实时功率损耗是否大于所述变压器在正常工作时的功率损耗；若是，则发出第一报警信号；若否，则不发出所述第一报警信号；将所述第一报警信号上传控制中心。本发明提出一种配电变压器匝间短路的在线监测装置，可以实时在线监测，及时检测出变压器匝间短路故障；工程实践较简单，不会对原系统结构产生明显影响。
文档编号G01R31/02GK103063974SQ201210572119
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者李江帆, 何正浩, 梁锡海, 黄祖成, 桑成磊, 付华军 申请人:广州供电局有限公司, 华中科技大学