[00148426]变压器故障诊断及在线监测系统研究与应用

变压器是电力系统的关键设备,必须保证其安全运行。国内外统计资料表明：变压器有载分接开关（OLTC）故障、绕组故障、铁芯故障是导致变压器不能正常工作的主要因素。本课题之前,变压器故障诊断最有效的方法是基于油中气体的各种分析诊断方法（DGA）,但是DGA方法有如下不足： 1.对非热故障无能为力; 2.诊断滞后时间长,对早期潜伏性故障诊断困难诊断; 3.无法进行故障定位。另外,对于OLCT,运行一段时间后,即使OLCT正常,油中也会产生相关气体,DGA无法对OLCT进行故障诊断。 本项目以基于振动的变压器OLTC切换触头过热、松动、烧损,绕组变形、松动、铁芯松动等故障为研究重点,通过对故障机理进行理论分析、建模仿真、实验研究,分析故障特征,分别提出诊断OLTC、绕组和铁芯故障的综合诊断方法,并研制了基于振动变压器在线监测与故障诊断系统,该诊断系统已在江苏省内广泛应用,并推广至陕西、山西及河北等省。 项目主要成果如下： 1.研究了电力变压器及OLTC振动传播机理,建立了基于振动的电力变压器绕组、铁芯及有载分接开关状态监测与故障故障诊断理论体系。 2.研究并发现了电力变压器铁芯松动故障的振动特征量,绕组松动、绕组变形的故障振动特征量,以及变压器绝缘受损、匝间短路的振动特征量;发现了变压器OLCT触头过热、烧损、松动、脱落的故障特征量。 3.研究并提出了基于振动的变压器绕组、铁芯、OLCT故障诊断方法。 4.结合变电站现场实际情况,进行了电力变压器上振动传感器测点安装位置优化研究,提出了基于油箱壁振动信号测量的多传感器测点优化布置方案;提出了基于振动的变压器铁芯松动故障初步定位方法。 5.基于上述研究成果,研制了基于振动的电力变压器故障诊断装置及在线监测系统,并投入变电站实际运行,对电力变压器进行现场监测,实现了变压器铁芯、绕组及有载分接开关故障的在线监测;应用该装置,完成了南京地区变压器振动特征图谱测量与整理,显著提高了变压器安全运行和技术管理水平。 6.应用基于振动的电力变压器故障诊断装置及在线监测系统监测数据,加上其他传统诊断方法的补充,及时发现故障隐患,避免事故发生,取得了显著的经济效益和社会效益。 项目成果分别通过国家电网公司和江苏省电力公司验收,整体达到国际先进水平,核心技术达到国际领先水平。本项目共申请专利25件,其中,美国专利1件,PCT国际专利1件,中国发明专利11件,实用新型专利12件,已授权中国发明专利7件、PCT国际专利1件、实用新型专利10件;获得江苏省电力公司科技进步二等奖2项;已发表学术论文27篇。研究成果逐步推广到全国,已产生直接经济效益24576万元,有力推动了变压器故障在线诊断技术的发展,提高了变电站主设备状态检修技术水平,具有重大推广价值和广阔的市场空间。