本技術(shù)涉及變壓器繞組故障診斷的，尤其涉及一種變壓器繞組在線監(jiān)測方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、變壓器繞組的健康狀況對于電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行極為關(guān)鍵。繞組作為變壓器的核心構(gòu)件，承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換的重要任務(wù)，其性能直接關(guān)系到電力傳輸?shù)男屎凸╇姷目煽啃?。考慮到變壓器繞組結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及長期運行中可能遇到的各種挑戰(zhàn)，例如過載、惡劣環(huán)境和材料老化等，這些都可能導(dǎo)致繞組出現(xiàn)故障。變壓器繞組故障可能帶來一系列嚴(yán)重后果：不僅可能引起變壓器停運和供電中斷，進而影響用戶用電和造成經(jīng)濟損失，還可能引發(fā)變壓器內(nèi)部短路或局部放電，增加火災(zāi)或爆炸的風(fēng)險，對人員和設(shè)備安全構(gòu)成威脅。此外，繞組故障還可能導(dǎo)致變壓器效率下降，增加電力系統(tǒng)的運行負擔(dān)，影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，對變壓器繞組進行定期的檢查和故障診斷對于確保電力系統(tǒng)的安全至關(guān)重要。

2、在變壓器繞組故障診斷中，注入方式的選擇至關(guān)重要。注入信號的微小差異可能會對故障診斷的準(zhǔn)確性產(chǎn)生重大影響。正確的注入方式能夠確保信號有效地激發(fā)變壓器繞組的響應(yīng)，從而準(zhǔn)確地揭示繞組的健康狀況。任何注入偏差都可能導(dǎo)致診斷結(jié)果的不準(zhǔn)確，從而無法真實反映繞組的實際狀況，因此，如何采用精確的注入技術(shù)對于實現(xiàn)有效的故障檢測和診斷至關(guān)重要

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述問題，提出一種變壓器繞組在線監(jiān)測方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

2、本技術(shù)實施例提供了一種變壓器繞組在線監(jiān)測方法，所述方法包括：

3、獲取基于耦合電容器注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)注入信號和基準(zhǔn)輸出信號，所述基準(zhǔn)注入信號為數(shù)字信號發(fā)生器通過耦合電容器注入低壓套管中的不同頻率的激勵信號，所述基準(zhǔn)輸出信號為所述不同頻率的激勵信號通過低壓套管注入到變壓器繞組當(dāng)中，流經(jīng)低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組后，通過高壓套管流出變壓器的輸出信號；

4、基于所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號，確定注入信號的偏差量；

5、根據(jù)所述注入信號的偏差量和所述基準(zhǔn)注入信號，確定實際注入信號；

6、分別對基準(zhǔn)注入信號和實際注入信號下的輸入端電壓、輸出端電壓進行傅里葉變換，得到所述輸入端電壓和輸出端電壓的頻域信息：

7、根據(jù)所述頻域信息確定所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子；

8、根據(jù)所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子判斷所述變壓器繞組狀態(tài)。

9、在一些實施方式中，所述獲取基于耦合電容器注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)注入信號和基準(zhǔn)輸出信號，包括：

10、測量注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)注入信號的輸入電壓為uin＝[uin1?uin2?…uinn]，測量注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)輸出信號的輸出電壓為uoutn＝[uout1?uout2?…uoutn]，其中，uinn為所述基準(zhǔn)注入信號中第n個輸入頻率時輸入電壓穩(wěn)定后的幅值，uoutn為所述基準(zhǔn)輸出信號中第n個輸入頻率時輸出電壓穩(wěn)定后的幅值，頻率取值范圍為[1khz,1mhz]，n取值范圍為[1,2,3,…,n]。

11、在一些實施方式中，所述基于所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號，確定注入信號的偏差量，包括：

12、獲取系統(tǒng)輸入側(cè)的等效阻抗、變壓器的等效阻抗、輸出側(cè)的等效阻抗；

13、根據(jù)所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號、輸入側(cè)的等效阻抗、變壓器的等效阻抗、輸出側(cè)的等效阻抗，確定所述注入信號的偏差量。

14、在一些實施方式中，所述根據(jù)所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號、輸入側(cè)的等效阻抗、變壓器的等效阻抗、輸出側(cè)的等效阻抗，確定所述注入信號的偏差量，包括：

15、根據(jù)確定所述注入信號的偏差量，其中，zin、zb、zout分別表示為系統(tǒng)輸入側(cè)的等效阻抗、變壓器的等效阻抗、輸出側(cè)的等效阻抗，δucn為注入信號的偏差量。

16、在一些實施方式中，所述根據(jù)所述注入信號的偏差量和所述基準(zhǔn)注入信號，確定實際注入信號，包括：

17、根據(jù)uwinn＝uinn+δucn確定實際注入信號，其中，uinn為所述基準(zhǔn)注入信號中第n個輸入頻率時輸入電壓穩(wěn)定后的幅值，δucn為注入信號中的第n個輸入頻率時輸入電壓穩(wěn)定后的幅值偏差量，uwinn為實際注入信號中的第n個輸入頻率時輸入電壓穩(wěn)定后的幅值。

18、在一些實施方式中，所述分別對基準(zhǔn)注入信號和實際注入信號下的輸入端電壓、輸出端電壓進行傅里葉變換，得到所述輸入端電壓和輸出端電壓的頻域信息，具體包括：

19、根據(jù)確定實際注入信號下的幅頻響應(yīng)曲線；

20、根據(jù)確定基準(zhǔn)注入信號下的幅頻響應(yīng)曲線；

21、截取as、aj中頻率在1khz-1mhz范圍的幅值數(shù)據(jù)，記為并記對應(yīng)頻率分別為f1f2…fn；

22、其中，uwoutn表示為由實際注入的信號uwinn所測得的輸出信號，as、aj分別表示實際注入下和基準(zhǔn)注入下的幅頻響應(yīng)曲線。

23、在一些實施方式中，所述根據(jù)所述頻域信息確定所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子，包括：

24、根據(jù)

25、確定所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子。

26、在一些實施方式中，所述根據(jù)所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子判斷所述變壓器繞組狀態(tài)，包括：

27、根據(jù)變壓器型號、繞組連接方式、外部設(shè)備有關(guān)的常數(shù)k和所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子f判斷所述變壓器繞組狀態(tài)；

28、若f≥k，則判斷所述變壓器繞組狀態(tài)異常；

29、若f<k，則判斷所述變壓器繞組狀態(tài)正常。

30、本技術(shù)實施例還提供了一種變壓器繞組在線監(jiān)測裝置，所述裝置包括：

31、獲取模塊，用于獲取基于耦合電容器注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)注入信號和基準(zhǔn)輸出信號，所述基準(zhǔn)注入信號為數(shù)字信號發(fā)生器通過耦合電容器注入低壓套管中的不同頻率的激勵信號，所述基準(zhǔn)輸出信號為所述不同頻率的激勵信號通過低壓套管注入到變壓器繞組當(dāng)中，流經(jīng)低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組后，通過高壓套管流出變壓器的輸出信號；

32、偏差量確定模塊，用于基于所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號，確定注入信號的偏差量；

33、實際注入信號確定模塊，用于根據(jù)所述注入信號的偏差量和所述基準(zhǔn)注入信號，確定實際注入信號；

34、頻域信息確定模塊，用于分別對基準(zhǔn)注入信號和實際注入信號下的輸入端電壓、輸出端電壓進行傅里葉變換，得到所述輸入端電壓和輸出端電壓的頻域信息：

35、繞組狀態(tài)因子確定模塊，用于根據(jù)所述頻域信息確定所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子；

36、繞組狀態(tài)確定模塊，用于根據(jù)所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子判斷所述變壓器繞組狀態(tài)。

37、本技術(shù)實施例還提供了一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：

38、獲取基于耦合電容器注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)注入信號和基準(zhǔn)輸出信號，所述基準(zhǔn)注入信號為數(shù)字信號發(fā)生器通過耦合電容器注入低壓套管中的不同頻率的激勵信號，所述基準(zhǔn)輸出信號為所述不同頻率的激勵信號通過低壓套管注入到變壓器繞組當(dāng)中，流經(jīng)低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組后，通過高壓套管流出變壓器的輸出信號；

39、基于所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號，確定注入信號的偏差量；

40、根據(jù)所述注入信號的偏差量和所述基準(zhǔn)注入信號，確定實際注入信號；

41、分別對基準(zhǔn)注入信號和實際注入信號下的輸入端電壓、輸出端電壓進行傅里葉變換，得到所述輸入端電壓和輸出端電壓的頻域信息：

42、根據(jù)所述頻域信息確定所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子；

43、根據(jù)所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子判斷所述變壓器繞組狀態(tài)。

44、本技術(shù)實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：

45、獲取基于耦合電容器注入系統(tǒng)的不同頻率下的基準(zhǔn)注入信號和基準(zhǔn)輸出信號，所述基準(zhǔn)注入信號為數(shù)字信號發(fā)生器通過耦合電容器注入低壓套管中的不同頻率的激勵信號，所述基準(zhǔn)輸出信號為所述不同頻率的激勵信號通過低壓套管注入到變壓器繞組當(dāng)中，流經(jīng)低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組后，通過高壓套管流出變壓器的輸出信號；

46、基于所述基準(zhǔn)注入信號、基準(zhǔn)輸出信號，確定注入信號的偏差量；

47、根據(jù)所述注入信號的偏差量和所述基準(zhǔn)注入信號，確定實際注入信號；

48、分別對基準(zhǔn)注入信號和實際注入信號下的輸入端電壓、輸出端電壓進行傅里葉變換，得到所述輸入端電壓和輸出端電壓的頻域信息：

49、根據(jù)所述頻域信息確定所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子；

50、根據(jù)所述變壓器繞組的繞組狀態(tài)因子判斷所述變壓器繞組狀態(tài)。

51、采用本技術(shù)實施例，具有如下有益效果：

52、本技術(shù)實施例提供的變壓器繞組在線監(jiān)測方法中，通過耦合電容注入技術(shù)，精確控制注入信號的幅值和頻率，向變壓器低壓套管注入一系列不同頻率的基準(zhǔn)注入信號，并測量對應(yīng)的基準(zhǔn)輸出信號，能夠全面覆蓋變壓器繞組在不同頻率下的響應(yīng)特性，利用傅里葉變換獲取頻域信息，進一步提高了對繞組狀態(tài)變化的敏感度，使得監(jiān)測結(jié)果更加精確，通過偏差量的計算和實際注入信號大小的確定，進一步保證了信號的準(zhǔn)確注入，避免了注入偏差對診斷結(jié)果的影響，通過計算繞組狀態(tài)因子，并結(jié)合變壓器型號、繞組連接方式等常數(shù)進行綜合判斷，能夠準(zhǔn)確識別繞組是否存在短路、斷路、變形等故障，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性和效率。