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专利号: 2023115219720
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,包括:

S1:基于变压器当前运行状态下监测时间段中各监测时间点的油箱温度、绕组温度以及外壳温度,得到该变压器对应当前运行状态下的组件温度评估指数;

S2:对变压器所处区域各划分区间的温度进行分析,得到变压器当前运行状态下所处区域的区域温度评估指数,并基于变压器当前运行状态下的组件温度评估指数和区域温度评估指数,得到环境影响指数;

S3:利用电流传感器对变压器当前运行状态下主要绕组的电流变化情况进行采集并分析,得到变压器主要绕组对应当前运行状态下的异流波动值,并基于变压器当前运行状态下的异流波动值与绕组位置的参考温度评估指数,得到绕组状态评估指数;

S4:利用气体采样设备对变压器当前运行状态下的油箱各位置气体进行取样,并进行分析后得到各位置样品的浓度总值,各位置样品的浓度总值之间进行归一化处理,得到变压器当前运行状态下的气体成分评估指数;基于变压器当前运行状态下的气体成分评估指数与油箱位置的参考温度评估指数,得到油箱状态评估指数;

S5:对变压器当前运行状态下的实际转换率进行计算,并获取当前变压器型号所对应的额定转换率,通过公式计算得到转换率误差,将变压器对应当前运行状态下的转换率误差匹配对应的取值范围内,得到变压器对应当前运行状态下的误差影响因子;

S6:将变压器当前运行状态下的环境影响指数、绕组状态评估指数、油箱状态评估指数以及误差影响因子之间进行归一化处理得到运行评估状态指数,并将得到的运行评估状态指数代入多个阈值范围内,得到变压器当前运行状态下得到运行评估等级,并通过显示终端进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,对变压器当前运行状态下监测时间段中各监测时间点的油箱温度、绕组温度以及外壳温度进行分析,具体为:

201:通过在油箱位置、绕组位置以及外壳位置分别设置多个温度采集点R,其中R=1,

2...N,N为温度采集点的总数,对变压器当前监测时间段内各温度采集点对应监测时间点的温度值进行检测,对油箱位置各温度采集点i、绕组位置各温度采集点i以及外壳位置各温度采集点i对应各监测时间点的温度值进行提取并进行整合,得到变压器对应位置各温度采集点的温度集合,从对应位置各温度采集点中的温度集合中提取最大温度、最小温度J J J以及中值温度,并分别标记为KAR、KBR和KCR,其中J=1,2,3;J1、J2、J3分别表示为变压器油箱位置、绕组位置以及外壳位置;

202:分别依据公式(1)和公式(2)对上述的参数进行计算,具体为:依据公式(1) ,进行计算得到变压器对应位置各温度集合

J

中的温度平稳值WDR;

依据公式(2) ,进行

J J参考

计算得到变压器对应位置的温度评估指数LG,其中WDR 表示为变压器对应位置各温度采J J J J集点的参考温度平稳值;WAR、WBR和WCR分别为变压器对应位置各温度集合中的KAR求和均J J J参考 J参考 J参考值、KB R求和均值和KC R求和均值,WAR 、WBR 和WCR 分别表示为变压器对应位置中各J J均值的参考值;a1、a2、a3以及a4分别为温度平稳值温度平稳值WD R、最大温度均值WAR、最J J小温度均值WBR以及中值温度均值WCR的预设影响因子;

J

203:将变压器各位置对应的温度评估指数LG代入公式 ,

1 2 3

进行计算得到变压器对应当前监测时间段内的组件温度评估指数LDS;其中LA、LA以及LA分别表示变压器油箱位置、绕组位置以及外壳位置的参考温度评估指数;b1、b2以及b3分别J为变压器各位置温度评估指数LG的预设影响因子。

3.根据权利要求2所述的一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,得到该变压器对应当前监测时间点下的使用环境影响指数,具体为:

204:根据变压器的具体结构和安装情况,将其所处区域按预设的比例区间进行划分,并将比例区间标记为T,其中T=1,2或3,T1、T2以及T3分别代表变压器的底部区间、中部区间以及顶部区间;针对每个划分区间,获取变压器当前运行状态下监测时间段中各监测时间点的区间温度值,将对应划分区间内各监测时间点的区间温度值去掉最高值与最低值后,T将对应划分区间内的区间温度值进行均值计算得到温度影响值WP;

T

205:将变压器所处区域内各划分区间内的温度影响值WP 之间代入公式:,进行计算得到当前变

1 2 3

压器所处区域内的区域温度评估指数LDG,其中WP参考、WP参考以及WP参考分别为变压器各划分区域内的最适温度值;WP参考温差表示所处区域各划分区间的参考温差值;g1、g2以及g3分别为

1 2 3

各划分区间温度影响值WP、WP以及WP的预设影响因子;

206:将变压器当前运行状态下所对应的组件温度评估指数LDS和区域温度评估指数LDG之间代入公式: ,进行计算得到变压器当前运行状态下的环境影响指数HJY;其中LDS参考和LDG参考分别为组件温度评估参考指数和区域温度评估参考指数;c1和c2分别为组件温度评估指数LDS和区域温度评估指数LDG的预设影响因子; 为预设的修正因子。

4.根据权利要求3所述的一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,对变压器当前运行状态下的绕组状态进行分析,具体为:

401:利用电流传感器对变压器当前运行状态下主要绕组的电流变化情况进行检测,并代入折线图内进行表示,绘制各监测时间点下电流值对应在折线图内的数值点,连接相邻数值点得到电流变化线;计算各电流变化线与水平线之间的夹角,设定锐角与钝角的阈值,并分别标记为K1和K2;当夹角为锐角时,标记为K3,并与对应阈值K1之间进行比对,K3大于K1时,将该条电流变化线标记为波动一线,K3小于K1时,则标记为平稳一线;当夹角为钝角时,标记为K4,并与对应阈值K2之间进行比对,K4小于K2时,将该条电流变化线标记为波动二线,K4大于K2时,则标记为平稳二线;

402:统计波动一线与波动二线的数量并进行相加得到波动个数,并分别计算波动一线与波动二线的斜率并进行相加得到波动斜率;

403:通过步骤402得到平稳个数与平稳斜率;将上述参数归一化处理得到变压器主要绕组对应当前运行状态下的异流波动值;

2

404:将变压器当前运行状态下的异流波动值与绕组位置的温度评估指数LG之间进行归一化处理得到绕组状态评估指数。

5.根据权利要求4所述的一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,对变压器当前运行状态下的油箱状态进行分析,具体为:

501:利用气体采样设备对变压器当前运行状态下的油箱各位置气体进行取样,取样量为设置的定量;对油箱各位置取样的气体进行预处理,包括水分的吸附和杂质的过滤;将处理后的各位置样品注入色谱柱,利用设定的色谱柱对各位置样品中的氢气与甲烷进行分离;

502:分离后通过连接在色谱柱后的检测器,对各位置样品中氢气和甲烷的浓度进行检测,检测器检测过程中产生的响应信号,该信号幅度与各成分的浓度成正比,得到各位置样品中氢气和甲烷的浓度值;

503:对各位置样品中的氢气、甲烷与取样量之间进行比值计算,得到各位置氢气和甲烷的浓度比,并进行相加得到各位置样品的浓度总值;

504:将各位置样品的浓度总值之间进行归一化处理,得到变压器当前运行状态下的气体成分评估指数;将变压器当前运行状态下的气体成分评估指数与油箱位置的温度评估指1

数LG之间进行归一化处理得到油箱状态评估指数。

6.根据权利要求5所述的一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,对变压器当前运行状态下的转化率误差进行分析,具体为:

601:利用电压表测量变压器对应当前监测时间段内各监测时间点的输入电压以及输出电压;将各监测时间点内的输入电压和输出电压分别进行相加并取均值得到输入均值和输出均值;计算输出均值与输入均值之间的比值得到实际转换率;获取当前变压器型号所对应的额定转换率,将实际转换率与额定转换率分别标记为Z1和Z2;

并通过公式WC=∣(Z2‑Z1)/Z2∣×100%,进行计算得到转换率误差WC;

602:将变压器对应当前运行状态下的转换率误差匹配对应的取值范围内,设定每个取值范围均对应一个误差影响因子μ,得到变压器对应当前运行状态下的误差影响因子μ。

7.根据权利要求6所述的一种变压器用运行状态监测方法,其特征在于,得到变压器当前运行状态下的评估等级:

701:将变压器当前运行状态下的环境影响指数HJY、绕组状态评估指数、油箱状态评估指数以及误差影响因子μ之间进行归一化处理得到运行评估状态指数;

702:将得到的运行评估状态指数代入多个阈值范围内,设定每个阈值范围分别对应一个变压器的运行评估等级,得到变压器当前运行状态下得到运行评估等级,并通过显示终端进行显示。