[发明专利]保护包括抽头变换器的变压器

说明书

本发明涉及一种用于保护变压器和变压器装置的保护设备、方法和计算机程序产品，该变压器包括抽头变换器，该变压器装置包括变压器和保护设备。变压器具有带有端子(MT1，MT2，MT3，MT4)的至少两个磁耦合绕组以及抽头变换器，功率在端子(MT1，MT2，MT3，MT4)处进出变压器，该抽头变换器包括阻抗元件和开关，该开关被配置为在抽头变换操作期间，当在两个抽头变换器位置之间变换时，逐渐连接阻抗元件。该方法在保护设备中执行，并且包括：获得(32)磁耦合绕组处的功率传输特性(Iin，Uin，Iout，Uout)的测量结果；基于所测量的物理特性来估计(34，38，46)在抽头变换操作期间沉积在阻抗元件中的能量；将所估计的沉积能量与故障阈值进行比较(40)；以及在阈值被超过时，保护(42)变压器，其中沉积能量的估计包括：确定变压器在功率进入变压器的端子(MT1，MT2)与功率离开变压器的端子(MT3，MT4)之间的功率损耗，并且对功率损耗进行积分。

技术领域

本发明涉及一种用于保护包括抽头变换器的变压器的保护设备、方法和计算机程序产品。

背景技术

配备有抽头变换器的变压器经常用于不同类型的功率传输环境，诸如10kV及以上。包括抽头变换器的变压器能够改变绕组之间的匝数比，从而改变电压电平。这种能力存在于许多用于控制功率输送的系统中。

变压器通常可靠。它们出现故障的可能性很低，诸如1％左右。然而，在出现故障的1％中，通常20％至40％是由于抽头变换器的故障。

这种情况的原因是抽头变换器是变压器中唯一具有机械移动元件的部件。因此，变压器的这个部件比变压器的其余部件更容易引起故障。

因此，所关注的是通过监测抽头变换器来保护配备有抽头变换器的变压器。

该保护旨在检测抽头变换器操作是否适当执行，因为不当的抽头变换器操作可能具有灾难性后果。因此，保护也必须快速。

本发明涉及这种变压器保护。

EP 2541 571公开了一种用于抽头变换器的保护布置，其中通过抽头变换器的电流被检测并且被用于生成电流指示信号。然后，电流指示信号的持续时间与阈值进行比较，并且如果超过阈值，则生成故障指示信号。

WO 02/48730公开了一种用于抽头变换器的保护布置，其中抽头变换器的状况诊断基于实际温度、抽头变换器与环境空气和变压器之间的预期热交换、抽头变换器所生成的热量以及实际流体温度来进行。

US 2007/0225945公开了一种用于抽头变换器的保护布置。抽头变换之后的抽头变换器的温度与第一阈值进行比较，该第一阈值与抽头变换操作之前的抽头变换器温度有关。

发明内容

因此，本发明旨在保护由于抽头变换器故障而导致处于故障过程中的变压器。

根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于保护包括抽头变换器的变压器的保护设备来实现，该变压器具有带有端子(MT1，MT2，MT3，MT4)的至少两个磁耦合绕组，功率在端子(MT1，MT2，MT3，MT4)处进出变压器，并且抽头变换器包括阻抗元件和开关，该开关被配置为在抽头变换操作期间，当在两个抽头变换器位置之间变换时，逐渐连接阻抗元件，该保护设备包括：

控制单元，其可操作以：

获得磁耦合绕组处的功率传输特性的测量结果，

基于所测量的功率传输特性来估计在抽头变换操作期间沉积在阻抗元件中的能量，

将所估计的沉积能量与故障阈值进行比较，以及

在阈值被超过时，保护变压器，