CN103630768A

CN103630768A - 变电站内变压器故障诊断方法

Info

Publication number: CN103630768A
Application number: CN201210302062.9A
Authority: CN
Inventors: 田成凤; 鞠登峰; 刘娟; 鲁丽萍; 张强; 王勇
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; Tianjin Electric Power Corp
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; Tianjin Electric Power Corp
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-03-12

Abstract

本发明涉及一种变电站内变压器故障诊断方法，其步骤为：⑴数据采集：由安装在变压器上的油色谱传感器采集油样并进行色谱分析，得到氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值；⑵数据处理：选取小于三倍标准偏差的浓度值；⑶健康评估；⑷三比值法诊断；⑸特征气体法诊断；⑹大卫三角形法诊断；⑺诊断结果：将变压器第一故障诊断结果、变压器第二故障诊断结果以及变压器第三故障诊断结果进行综合判断，然后按照置信度规则取置信度最高的结论作为变压器故障诊断结果。本发明以电网设备当前的实际运行工况为依据，对设备运行状态进行实时分析，并对异常设备进行故障诊断，对确保供电可靠性，降低维修成本、减少维修风险。

Description

变电站内变压器故障诊断方法

技术领域

本发明属于智能变电站领域，尤其是一种变电站内变压器故障诊断方法。

背景技术

在传统的变电站设备综合状态监测系统中，多以对数据量的监测为主，而忽视了基于数据之上的高级应用。多数系统只是实现了对监测数据采集和数据展示功能，并未基于数据之上进行高级应用分析，并未实现对故障诊断、决策支持等高级功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变电站内变压器故障诊断方法，该方法简单易用能够利用对设备在线监测的采集量，按照数据采集、数据处理、状态监视、健康评价、预测、决策支持，最终进行设备故障的定性、定量诊断分析。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种变电站内变压器故障诊断方法，其方法的步骤为：

⑴、数据采集：由安装在变压器上的油色谱传感器采集油样并进行色谱分析，得到氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值；

⑵、异常数据处理：对氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值进行筛选，选取小于三倍标准偏差的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值；

⑶、健康评估：将经过异常数据处理后的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值与预先设定的注意值进行比较，当浓度值大于注意值时，进行报警并进入故障诊断；

⑷、三比值法诊断：将大于注意值的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值通过三比值法得到变压器第一故障诊断结果；

⑸、特征气体法诊断：将大于注意值的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值通过特征气体法得到变压器第二故障诊断结果；

⑹、大卫三角形法诊断：将大于注意值的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值通过大卫三角形法得到变压器第三故障诊断结果；

⑺、诊断结果：将变压器第一故障诊断结果、变压器第二故障诊断结果以及变压器第三故障诊断结果进行综合判断并分类，然后按照置信度规则取置信度最高的结论作为变压器故障诊断结果。

而且，所述的注意值分别为氢气150μL/L、甲烷60μL/L、乙烷40μL/L、乙烯70μL/L、乙炔5μL/L。

本发明的优点和有益效果为：

1、本变电站内变压器故障诊断方法以电网设备当前的实际运行工况为依据，对设备运行状态进行实时分析，并对异常设备进行故障诊断，为运维人员提供详细的故障诊断分析报告，对确保供电可靠性，降低维修成本、减少维修风险。

2、本变电站内变压器故障诊断方法同时对预防事故，改进设备厂家产品质量、提高电网企业设备监督管理水平都具有重要的意义。对于构建开放式分层状态监测平台可以更好的将各专业人员进行组织，将设备各类状态数据有效地得以利用，为更准确的判定设备状态和提供辅助决策建议提供了技术支持。同时，在融合设备资产信息后，开放式状态检修平台也为实现电网资产的全寿命管理奠定良好的技术基础。为电网设备安全、稳定、可靠、长周期、优质运行提供可靠的技术和管理保障措施。

附图说明

图1为大卫三角形法示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种变电站内变压器故障诊断方法，其方法的步骤为：

⑴、数据采集：由安装在变压器上的油色谱传感器采集油样并进行色谱分析，得到氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值；本实施例采集的浓度值分别为氢气151μL/L，甲烷46μL/L，乙烷86μL/L，乙炔61μL/L，乙烯19μL/L

⑶、健康评估：将经过异常数据处理后的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值与预先设定的注意值进行比较，当浓度值大于注意值时，进行报警并进入故障诊断；注意值分别为氢气150μL/L、甲烷60μL/L、乙烷40μL/L、乙烯70μL/L、乙炔5μL/L。

⑷、三比值法诊断：将大于注意值的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值通过三比值法进行计算并根据三比值法编码规则得到编码组合，将编码组合对照变压器故障类型判断方法表得到变压器故障诊断结果，本实施例中根据三比值法C₂H₂/C₂H₄=61／19=3.21；CH₄/H₂＝46／151＝0.3；C₂H₄/C₂H₆＝19／86＝0.22；根据三比值法编码规则得到编码组合2、0、0；将编码组合对照变压器故障类型判断方法表得到变压器内部存在电弧放电。

三比值法编码规则如下表：

变压器故障类型判断方法表如下：

⑸、特征气体法诊断：将大于注意值的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值通过特征气体法得到变压器第二故障诊断结果；总烃=212μL/L；CH4/总烃=22%；C2H6/总烃=41%；C2H4/总烃=9%；C2H2/总烃=29%；根据特征气体发判断乙炔含量较高，氢气含量较高，怀疑存在电弧放电故障。

表特征气体法

⑹、大卫三角形法诊断：将大于注意值的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的浓度值通过大卫三角形法得到变压器第三故障诊断结果；通过判断C₂H₂,C₂H₄,CH₄三种气体的浓度分别为%CH4为37%；%C2H4为15%；%C2H2为48%；结合图形判断故障类型为低能放电故障。

图1中：

X=[C₂H₂]单位：μL/L

X=[C₂H₄]单位：μL/L

X=[CH₄]单位：μL/L

PD-局部放电，D1-低能放电，D2-高能放电，T1-热故障，300℃以下

T2-热故障，300-700℃，T3-热故障，700℃以上

表区域极限

PD	98%CH₄
					D1	23%C₂H₄	13%C₂H₂
D2	23%C₂H₄	13%C₂H₂	38%C₂H₄	29%C₂H₂
					T1	4%C₂H₂	10%C₂H₄
T2	4%C₂H₂	10%C₂H₄	50%C₂H₄
					T3	15%C₂H₂	50%C₂H₄

三种算法按照算法的置信度由高到低进行排序分别为：三比值法、特征气体法、大卫三角形法。并将三种算法的诊断结果按照放电故障（代码01）和热故障（代码02）分成两大类。然后对三种算法的诊断结果分别进行分类，判断属于放电故障（代码01）还是热故障（代码02）。

当三种分析算法中有两种的算法结论判断结果一致（属于放电故障或热故障或正常）时，即确定该故障的大分类，再按照置信度取两种算法中置信度高的算法的诊断结论为最终结论。

当三种分析算法的分析结论都保持一致（属于放电故障或热故障或正常），则按照置信度取置信度高的算法的结论为最终结论。

当三种分析算法的结论都不一致时，按照置信度取置信度最高的算法的结论为最终结论。

上述例子中，三比值法的判断结果为：电弧放电；特征气体法的判断结果为：电弧放电；大卫三角法的判断结果为：低能放电。根据上述决策算法进行综合判断并分类，可见三种算法判断的结果都为放电故障，按照置信度进行排序得到最终的诊断结论为：电弧放电（三比值法的结论）。

Claims

1.一种变电站内变压器故障诊断方法，其特征在于：该方法的步骤为：

2.根据权利要求1所述的变电站内变压器故障诊断方法，其特征在于：所述的注意值分别为氢气150μL/L、甲烷60μL/L、乙烷40μL/L、乙烯70μL/L、乙炔5μL/L。