一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统技术方案

本发明专利技术属于变压器检测领域，具体涉及一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统。本发明专利技术提供的一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统，可减少由于变压器调压缺陷的电网停电和经济损失，可推动生产调度、运维检修和综合管理的一体化实现，后期推广后其直接和间接经济效应非常明显。包括智能传感器、无线组网和服务器，智能传感器连接无线组网，无线组网连接服务器；智能传感器包括驱动电机旋转角度采集模块、触头振动信号采集模块以及驱动电机电流信号采集模块。电机电流信号采集模块。电机电流信号采集模块。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统


[0001]本专利技术属于变压器检测领域，具体涉及一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统。
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技术介绍

[0003]自上世纪90年代，OLTC的在线监测技术开始发展，至今仍停留在理论研究层面，应用于现场的在线监测与诊断技术较少，在实际运行过程中，国内外仍采用定期离线检修的方法进行故障排查。OLTC运行检修分为定时离线维修及在线实时监测两种方式，定时检修的弊端在于耗费大量人力物力财力，且诊断准确性不高。基于在线监测与故障诊断技术的维修策略应是未来的发展趋势。
[0004]有载分接开关在动作过程中，机械传动部件、触头间的相互碰撞摩擦，以及弹簧的储能释放伴随着信号的产生，有载分接开关常见的故障如传动失灵、开关滑档、拨盘和槽轮卡住、驱动电机故障及弹簧脱落变形等都会通过信号进行反映表达，通过在调档过程中捕捉信号细微的变化，分析总结发现规律，判定有载分接开关状态是否异常。
[0005]关于在线监测与诊断技术，国内外研究人员在OLTC在线监测与故障诊断方面做了相当量的工作，因振动信号是能够反映设备运行状态的丰富信息载体，有载分接开关若存在一定故障，将以响应的形式反映在振动信号上。目前大多数研究主要是针对振动信号处理进行设备状态的检测，20世纪80年代，有学者利用振动信号应用到断路器的状态识别当中，因断路器和分接开关动作过程类似，ABB公司于1996年将振动信号分析应用于有载分接开关的机械故障诊断过程中，通过检测有载分接开关操动过程中的振动信号获取设备机械运行状况，这是一种较为有效的故障诊断方法。
[0006]国内外使用较多的OLTC监测与诊断方法是对振动信号进行时域和频域特征分析，小波分析是一种多分辨率的时频分析方法，它在时、频域都具有表征信号局部特征的能力，有利于检测信号的瞬态或奇异点。小波变换为信号处理提供了强有力的新手段，已开始被国内外许多学者广泛应用。P.Kang等人将小波变换应用在OLTC机械故障诊断中，利用二维小波系数的“垄脊分布图"建立OLTC的工作模式库，根据“垄脊"模式的变化实现诊断。由于OLTC的振动信号非常复杂，并无规律和趋势，包络线恰好可以将振动信号以一定规律和趋势的形式表达出来。目前对于有载分接开关的故障诊断技术，虽然国内外已有人在研究，但是基本停留在理论阶段，并没有什么实质性的成果和进展。通用的OLTC故障诊断方法通常是对状态信息的采集和识别的方法，利用传感器将状态信息采集出来，通过各种方法提取出状态量的特征信息，利用人工智能算法将特征信息进行分类，完成状态的识别。常用的人工智能有人工神经网络、聚类、支持向量机。
[0007]现阶段国内外对变压器分解开关运行诊断技术理论研究已经广泛展开，但成熟的诊断方法和测试系统极少运用到实际中，目前还是多采用定期停电吊芯检修的方法，并不能及时发现传动失灵、开关滑档、拨盘和槽轮卡住、驱动电机故障及弹簧脱落变形等机械故
障。当前针对故障状态分类识别技术已经有了一定研究基础，但是没有适合现场的无线智能传感器，在监测系统上应用上也存在一定的局限性，缺乏有效的定量判据和特征量数据库，市场的分析诊断系统也不成熟。
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技术实现思路

[0009]本专利技术提供的一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统，可减少由于变压器调压缺陷的电网停电和经济损失，可推动生产调度、运维检修和综合管理的一体化实现，后期推广后其直接和间接经济效应非常明显。
[0010]本专利技术提供的一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统，包括智能传感器、无线组网和服务器，智能传感器连接无线组网，无线组网连接服务器；智能传感器包括驱动电机旋转角度采集模块、触头振动信号采集模块以及驱动电机电流信号采集模块。
[0011]作为本专利技术的进一步优化，智能传感器和无线组网无线通信，无线通信为WIFI、NB-IoT、LoRa或ZIGBEE。
[0012]作为本专利技术的进一步优化，服务器为变电站或云端计算机。
[0013]本专利技术利用振动信号、电机电流及旋转角这三个能够反映分接开关机械特性，在OLTC带电测试基础上进行多信息融合分析，将专家系统与人工智能诊断算法应用于弹簧、触头、驱动机构状态的分析诊断，对存在是机械故障进行分级预警，可解决机械故障状态诊断的监测量较为单一，误判率和漏判率较高的问题，保证电力系统变压器调压设备的安全运行。
[0014]附图说明
[0015]图1是本专利技术框架结构示图；图2是OLTC故障识别流程图；其中，驱动电机旋转角度采集模块1，触头振动信号采集模块2，驱动电机电流信号采集模块3，无线组网4，服务器5。
[0016]具体实施方式
[0017]本实施例包括智能传感器、无线组网4和服务器5，智能传感器连接无线组网4，无线组网4连接服务器5；智能传感器包括驱动电机旋转角度采集模块1、触头振动信号采集模块2以及驱动电机电流信号采集模块3。
[0018]有载调压变压器是电力系统中的重要调压设备，近年来，随着电网调节任务愈来愈重，变压器有载调压分接开关（OLTC）操作次数逐渐增多，分接开关磨损和故障也随着增加，其运行维修的工作量日益繁重。通过对电力系统发生多起电压失稳事故分析发现，由有载调压变压器开关滑档、切换失败、切换失调、触头磨损、开关断轴和零件变形等引起多次事故，甚至出现过有载调压变压器不合理动作的严重事故。其根本原因多是由于有载调压变压器的机械故障，有载分接开关作为整个变压器回路中唯一运动的部件，长期工作在高
电压、大电流的恶劣工作环境下，据相关资料统计，有载分接开关故障占有载调压变压器故障的41%，且其中机械故障占70%。因此，分接开关准确及时的动作，不仅可减少和避免电压的大幅度波动，还可保证电力系统安全可靠的运行，增强电网调度的灵活性，如何保证有载分接开关安全稳定性运行已被提上日程。
[0019]目前，变压器有载分接开关主要以定期的预防性试验、定期检查和故障检修的方式进行维护，随着智能电网建设的要求和相关应用技术的发展，传统检修方式的弊端也逐渐显现出来，因此，找到获取有载分接开关正常操作中状态有效信息，通过多感知方式辨识OLTC运行状态显得尤为重要。本项目主要研究有载调压变压器分接开关建模分析以及故障辨识技术，在对OLTC缺陷深入分析基础上，探索OLTC切换过程的非侵入在线感知技术，利用伴随振动、电机电流信息对OLTC典型故障进行有效诊断，为保障设备运行安全提供理论支撑，涉及多信号感知、信号处理和人工智能分析等多项新技术，最终为实现有载分接开关状态可观、可控和在控奠定基础。
[0020]项目实现OLTC状态感知及运行缺陷辨识理论和实践基础在于深入的OLTC运行缺陷机理分析，所提出的基于物联网多种状态感知技术、信号处理和特征提取、以及深度学习的卷积神经网络故障分析算法。
[0021]1）针对OLTC运行现场操作特点及常见缺陷分析，通过搭建OLTC选切开关和传动机构模型，对机械缺陷发生机理进行分析，结论可应用于结构类似的有载分接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器有载调压分接开关运行状态检测系统，其特征在于，包括智能传感器、无线组网和服务器，智能传感器连接无线组网，无线组网连接服务器；智能传感器包括驱动电机旋转角度采集模块、触头振动信号采集模块以及驱动电机电流信号采集模块。2.根据权利要求1所述的一种变...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋翔林，柯强，陈志华，万姗，张校铭，董幼林，郑锋，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司，
类型：发明
国别省市：