[发明专利]一种适用于换流变压器局部放电预警的方法及系统

说明书

本发明公开了一种适用于换流变压器局部放电预警的方法，属于故障诊断技术领域。本发明方法包括：搭建换流变压器局部放电测试模型，预设换流变压器电极在实际交‑直流复合电场作用下的放电类型；在预设运行方式下，进行测试及收集放电数据，对信号进行提取，将视在放电量作为局部放电发展阶段的特征量；根据测试及放电数据，获取放电各阶段视在放电量判断指标和阈值，确定绝缘缺陷的放电阶段；针对提取的放电信号，构建发展阶段换流变压器电极模型的放电类型的放电判断指标及阈值数据库；获取换流变压器电极模型的放电特征参量与不同放电发展阶段的数学映射，判定局部放电判定结果；利用蜂鸣器或预警信号灯发出换流变压器局部放电模型的预警信号。

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，并且更具体地，涉及一种适用于换流变压器局部放电预警的方法及系统。

背景技术

随着直流输电电压等级的提高，特高压直流设备的绝缘问题也日益突出。换流变压器是直流系统中最重要的电气设备，其运行可靠性直接影响整个系统的运行。换流变压器运行中的绝缘事故在全部故障所占比例为50％左右，葛洲坝、天生桥等变电站换流变压器都出现多次绝缘事故。CIGRE14.04工作组发布了关于换流变压器故障率方面的数据表明，换流变压器的故障率大约是交流变压器的两倍。由于整流阀在导通和截至时产生幅值较高、波形陡的脉冲电压，该脉冲电压叠加在绕组电压上，导致阀侧绕组电压是一个由直流电压和严重畸变的交流电压(谐波大量存在)组成的类似交流正弦波形的复合电压，同时阀侧绕组还承受雷电冲击和操作过电压。

而且，换流变压器短路阻抗以及损耗引起的设备温升高于普通变压器，换流变压器内部温度通常比普通变压器高20％左右。因此，换流变压器阀侧绕组运行工况比交流变压器的更加严厉，这是导致换流变压器线圈绝缘故障率高于普通变压器的主要原因。

作为高压直流输电系统的关键设备之一，换流变压器绝缘状态的好坏会对直流输电系统的可靠性造成直接影响，与普通电力变压器不同，换流变压器结构复杂，其阀侧绕组承受着交流、直流、脉冲电压的共同作用。

随着直流输电电压水平的不断提高，其内部油纸绝缘结构的某些薄弱环节就会产生甚至加剧局部放电，导致换流变压器运行出现故障。局部放电不仅能够表征换流变压器的绝缘劣化，而且是造成绝缘劣化的关键性因素。对换流变压器内部局部放电的类型和严重程度进行有效识别能够及时发现其内部的一些潜伏性故障，为诊断和状态检修策略提供依据，保障系统的安全稳定运行。因此，开展换流变压器局部放电模式识别方法的研究具有极其重要的工程实用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对换流变压器局部放电发展阶段预警方法，诊断更为准确，使电力系统运行更加可靠、安全、稳定，而提出了一种适用于换流变压器局部放电预警的方法，包括：

搭建换流变压器局部放电测试模型，在局部放电测试模型中预设换流变压器电极在实际交-直流复合电场作用下的放电类型；

在预设运行方式下，进行局部放电测试模型的测试及收集放电数据，用滤波算法对放电数据的信号进行提取，将视在放电量作为局部放电发展阶段的特征量；

根据局部放电测试及收集的放电数据，获取放电各阶段视在放电量判断指标和阈值，根据放电各阶段视在放电量判断指标和阈值，确定绝缘缺陷的放电阶段；

针对提取的放电信号，构建发展阶段换流变压器电极模型的放电类型，在预设运行方式下的放电判断指标及阈值数据库；

根据放电判断指标和阈值数据库，获取换流变压器电极模型的放电特征参量与不同放电发展阶段的数学映射，判定局部放电测试模型局部放电判定结果；

根据局部放电测试模型的放电判定结果，利用蜂鸣器或预警信号灯发出换流变压器局部放电模型的预警信号。

可选的，预设电极包括：球-板电极、针-板电极和柱-板电极。

可选的，预设运行方式包括：空载运行、负载运行及超载运行。