油浸式电力变压器绕组监测方法及装置

摘要

本申请公开了油浸式电力变压器绕组监测方法及装置，其中方法包括：分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号；判断三组输出信号中是否仅存在一组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值；若判断结果为否，输出记录信号，其中记录信号为获取的各组输出信号；若判断结果为是，分别获取i+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并执行后续判断步骤；当第i+m次判断结果为是时，输出跳闸信号，其中m≥1。能够及时准确地反映绕组底部受力变化情况，有利于现场开展主变绕组状态评估及故障诊断。

说明书

技术领域

本申请涉及变压器监测技术领域，尤其涉及油浸式电力变压器绕组监测方法及装置。

背景技术

因为生产工艺存在分散性或运行中承受了穿越电流等情况，油浸式电力变压器绕组底部与铁芯间支撑条存在错位问题，导致绕组底部承受支撑面积较小，存在绕组失稳、绕组底部匝间绝缘破损引发短路故障风险。

及时了解变压器绕组底部受力分布情况并采取相应管控措施，能够保证设备安全稳定运行，提高电力系统供电可靠性。目前，检测油浸式电力变压器绕组状态的方法多为停电检测方法，如频率响应法和低电压短路阻抗法等，现场停电需执行规程，常导致无法及时停电进行绕组状态检测；且仅能反映绕组较大形变或移位等情况，对同相绕组历史检测数据缺失或时间跨度大的情况，难以准确评估绕组状态。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供油浸式电力变压器绕组监测方法，能够及时准确地反映绕组底部受力变化情况，有利于现场开展主变绕组状态评估及故障诊断。

为达到上述技术目的，本申请提供了油浸式电力变压器绕组监测方法，应用于在三相高压绕组下垫圈预埋有第一分布式光纤压力传感器、在三相中压绕组下垫圈预埋有第二分布式光纤压力传感器以及在三相低压绕组下垫圈预埋有第三分布式光纤压力传感器的油浸式电力变压器，包括：

分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号；

判断三组所述输出信号中是否仅存在一组所述输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值；

若判断结果为否，输出记录信号，其中记录信号为获取的各组所述输出信号；

若判断结果为是，分别获取i+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并执行后续判断步骤；

当第i+m次判断结果为是时，输出跳闸信号，其中m≥1。

进一步地，还包括：

当第i+m-n次判断结果为是时，输出告警信号，并分别获取i+m-n+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并执行后续判断步骤，其中，n＜m，m≥2。

进一步地，所述当第i+m次判断结果也为是时，输出跳闸信号具体为：

当第三次判断结果为是时，输出跳闸信号。

进一步地，所述当第i+m-n次判断结果为是时，输出告警信号具体为：

当第二次判断结果为是时，输出告警信号。

进一步地，所述若判断结果为否，输出记录信号具体为：

若判断结果为否，输出记录信号至历史数据库。

油浸式电力变压器绕组监测装置，包括：

获取单元，用于分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号；

判断单元，用于判断三组所述输出信号中是否仅存在一组所述输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值；

所述获取单元，还用于当判断结果为是时，分别获取i+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号；

输出单元，用于当判断结果为否时，输出记录信号；

所述输出单元，还用于当第i+m次判断结果为是时，输出跳闸信号。

进一步地，所述输出单元还用于当第i+m-n次判断结果为是时，输出告警信号，其中，n＜m，m≥2；

所述获取单元，还用于当第i+m-n次判断结果为是时，分别获取i+m-n+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号。

进一步地，所述输出单元，具体用于当第三次判断结果为是时，输出跳闸信号。

进一步地，所述输出单元，具体用于当第二次判断结果为是时，输出告警信号。

进一步地，所述输出单元，具体用于当判断结果为否时，输出记录信号至历史数据库。

从以上技术方案可以看出，本申请的监测方法应用于三相高压绕组下垫圈预埋有第一分布式光纤压力传感器、三相中压绕组下垫圈预埋有第二分布式光纤压力传感器以及三相低压绕组下垫圈预埋有第三分布式光纤压力传感器的油浸式电力变压器，实现方式简单可靠。通过分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并判断三组所述输出信号中是否仅存在一组所述输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值，当判断结果为否时输出记录信号，而当判断结果为是时，则获取下一时刻的各组输出信号，再次进行判断，直至判断至第i+m次结果为是时，输出跳闸信号。该方法通过分布式光纤压力传感器监测油浸式电力变压器绕组底部受力情况，实时对连续两个采样点压力值进行比较判断，相比于电气量测量，该方法采用非电量传输信号更适合强电磁环境，能及时监测并反馈主变状态，有利于现场开展电力设备运维检修、规范设备采购招标、保障电力系统的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的油浸式电力变压器绕组监测方法实施例一的流程图；

图2为本申请中提供的油浸式电力变压器绕组监测方法实施例二的流程图；

图3为本申请中提供的油浸式电力变压器绕组监测方法具体应用例的流程图；

图4为本申请中提供的油浸式电力变压器绕组监测装置的流程框图；

图5为油浸式变压器绕组的下垫圈埋置分布式光纤压力传感器的结构示意图；

图中：1、下垫圈；100、分布式光纤压力传感器；a、获取单元；b、判断单元；c、输出单元。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了油浸式电力变压器绕组监测方法，应用于在三相高压绕组下垫圈预埋有第一分布式光纤压力传感器、在三相中压绕组下垫圈预埋有第二分布式光纤压力传感器以及在三相低压绕组下垫圈预埋有第三分布式光纤压力传感器的油浸式电力变压器。其分布式光纤压力传感器100在各个下垫圈1的埋设位置可以例如图5所示埋设于下垫圈1的内外垫圈之间，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

请参阅图1，本申请实施例中提供的油浸式电力变压器绕组监测方法的一个实施例包括：

S1，分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号。需要说明的是，i时刻即为第i个时间片段，将时间长度进行划分为多个，例如将每个小时划分成12个时间片段，那么每个时间片段即为5分钟。i时刻即为第i个5分钟，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。本申请中，其中i为非零自然数。

S2，判断三组输出信号中是否仅存在一组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值。需要说明的是，i时刻获取的第一分布式光纤压力传感器的一组输出信号可以记为D1，第二分布式光纤压力传感器的一组输出信号可以记为D2，第三分布式光纤压力传感器的一组输出信号可以记为D3。那么对应的D1中的连续两个采样点的变化量可以记为△D10，对应的D2中的连续两个采样点的变化量可以记为△D20，对应的D3中的连续两个采样点的变化量可以记为△D30，而预设阈值可以记为△D0，该预设阈值可以根据历史经验总结等方面得到，具体不做限制。将△D10、△D10以及△D30分别与△D0进行比较，进而判断是否仅存在一组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值。

S3，若判断结果为否，输出记录信号，其中记录信号为获取的各组输出信号。需要说明的是，当判断为两组、三组或者零组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值时，均视为判断结果为否，此时可以直接输出记录信号。

S4，若判断结果为是，分别获取i+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并执行后续判断步骤。需要说明的是，当判断到仅有一组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值，则再进行下一时刻的输出信号获取，并继续判断。

S5，当第i+m次判断结果为是时，输出跳闸信号，其中m≥1。需要说明的是，当连续判断达到第i+m次判断结果为是时，可以视作变压器绕组异常，此时可以输出跳闸信号给到控制端，再控制变压器跳闸。其中，m也为非零自然数。

从以上技术方案可以看出，本申请的监测方法应用于三相高压绕组下垫圈预埋有第一分布式光纤压力传感器、三相中压绕组下垫圈预埋有第二分布式光纤压力传感器以及三相低压绕组下垫圈预埋有第三分布式光纤压力传感器的油浸式电力变压器，实现方式简单可靠。通过分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并判断三组输出信号中是否仅存在一组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值，当判断结果为否时输出记录信号，而当判断结果为是时，则获取下一时刻的各组输出信号，再次进行判断，直至判断至第i+m次结果为是时，输出跳闸信号。该方法通过分布式光纤压力传感器监测油浸式电力变压器绕组底部受力情况，实时对连续两个采样点压力值进行比较判断，相比于电气量测量，该方法采用非电量传输信号更适合强电磁环境，能及时监测并反馈主变状态，有利于现场开展电力设备运维检修、规范设备采购招标、保障电力系统的稳定运行。

以上为本申请实施例提供的油浸式电力变压器绕组监测方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的油浸式电力变压器绕组监测方法的实施例二，具体请参阅图2以及图3。

基于上述实施例一的监测方法：

还包括：

S6，当第i+m-n次判断结果为是时，输出告警信号，并分别获取i+m-n+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号，并执行后续判断步骤，其中，n＜m，m≥2，n也为非零自然数。需要说明的是，当第i+m-n次结果为是时，也即是在达到输出跳闸信号的前n次判断结果时，既可以判断变压器绕组存在异常，此时可以在进行再次获取输出信号时，也输出告警信号给到控制端，控制相应的告警器件，可以是例如蜂鸣器等发出报警。m值，n值的取值具体可以根据实情况而定，不做限制。例如可以是当第三次判断结果为是时，输出跳闸信号。而当第二次判断结果为是时，输出告警信号。

进一步的，若判断结果为否时，具体输出记录信号至历史数据库。相比于绕组离线试验方法，该方法可以及时保存变压器绕组底部压力历史数据，有利于准确评估变压器绕组底部压力变化状态，便于现场运维。

具体应用判断流程可以如图3所示：

获取第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号中的连续两个采样点的变化量△D10，△D20，△D30；

判断三组输出信号中是否仅一组输出信号的变换量大于预设阈值△D0；

若否，输出记录信号至历史数据库，记录信号即为D10，D20，D30；

若是，获取后续时间间隔△t内的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号中的连续两个采样点的变化量△D10’，△D20’，△D30’；

判断三组输出信号中是否仅一组输出信号的变换量大于预设阈值△D0；

若否，输出记录信号至历史数据库，记录信号即为D10’，D20’，D30’；

若是，输出告警信号，并获取后续事件间隔△t内的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号中的连续两个采样点的变化量△D10”，△D20”，△D30”；

判断三组输出信号中是否仅一组输出信号的变换量大于预设阈值△D0；

若否，输出记录信号至历史数据库，记录信号即为D10”，D20”，D30”；

若是，输出跳闸信号。

如图4所示，本申请还公开了油浸式电力变压器绕组监测装置，包括：获取单元a，用于分别获取i时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号；判断单元b，用于判断三组输出信号中是否仅存在一组输出信号中的连续两个采样点变化量大于预设阈值；获取单元a，还用于当判断结果为是时，分别获取i+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号；输出单元c，用于当判断结果为否时，输出记录信号；输出单元c，还用于当第i+m次判断结果为是时，输出跳闸信号。具体来说，获取单元a、判断单元b以及输出单元c可以集成一个逻辑判断模块，具有获取，判断以及输出功能，具体不做限制。

进一步地，输出单元c还用于当第i+m-n次判断结果为是时，输出告警信号，其中，n＜m，m≥2；获取单元a，还用于当第i+m-n次判断结果为是时，分别获取i+m-n+1时刻的第一分布式光纤压力传感器、第二分布式光纤压力传感器以及第三分布式光纤压力传感器的各自一组输出信号。

进一步地，输出单元c，具体用于当第三次判断结果为是时，输出跳闸信号。

进一步地，输出单元c，具体用于当第二次判断结果为是时，输出告警信号。

进一步地，输出单元c，具体用于当判断结果为否时，输出记录信号至历史数据库。

以上对本申请所提供的油浸式电力变压器绕组监测方法及装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。