(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210644996.4 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 国网江西省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 330000 江西省南昌市青山湖区民营 科技园内民强路88号检测试验中心科 研楼(第1-1 1层) 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 曾磊磊　王鹏　万华　曾鑫　 晏年平　李唐兵　缪雪梅　童超　 童涛　周友武　 (74)专利代理 机构 南昌贤达专利代理事务所 (普通合伙) 36136 专利代理师 潘金凤(51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01R 31/12(2006.01) G01R 31/62(2020.01) G01K 13/00(2021.01) G01N 30/02(2006.01) G01N 30/20(2006.01) (54)发明名称 一种多维监测信息联合的特高压变压器故 障预警装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种多维监测信息联合的特 高压变压器故障预警装置及方法， 涉及变压器监 测技术领域其具体包括： 数据采集单元， 用于采 集特高压变压器的油温信息、 油中溶解气体信 息、 高频局部放电信息以及超声波局部放电信 息； 数据处理单元， 用于接收所述数据采集单元 所采集的信息， 识别并分析所述信息中的异常数 据， 判断特高压变压器是否出现故障； 数据通信 单元， 用于接收并传送所述故障信息至终端。 本 发明提供了一种 “电‑热‑气”多维监测信息联合 的特高压变压器故障预警装置及方法， 解决了传 统方式中采集单一影响因素故障预警不够及时 的问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115112168 A 2022.09.27 CN 115112168 A 1.一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警装置， 其特 征在于， 包括： 数据采集单元(100)， 用于采集特高压变压器的油温信息、 油中溶解气体信息、 高频局 部放电信息以及超声 波局部放电信息； 数据处理单元(200)， 用于接收所述数据采集单元(100)所采集的信息， 识别并分析所 述信息中的异常数据， 判断特高压变压器是否出现故障； 数据通信单 元(300)， 用于接收并传送所述故障信息 至终端(40 0)。 2.根据权利要求1所述的一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警装置， 其特 征在于， 所述数据采集单元包括设置在特高压变压器(1)上的高频电流传感器(4)、 超声波 传感器(6)、 油面温度计(5)以及与特高压变压器(1)取油阀(7)连接的气相色谱仪(9)。 3.根据权利要求1所述的一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警装置， 其特 征在于， 所述油中溶解气体信息包括氢气、 乙炔、 甲烷以及乙烯的气体含量的至少一种。 4.一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警方法， 其特征在于， 将数据采集单 元(100)采集到特高压变压器(1)的油温信息、 油中溶解气体信息、 高频局 部放电信息以及 超声波局部放电信息， 发送至数据处理单元(200)， 数据处理单元对接收到的信息进 行识别 并分析， 判断特高压变压器是否出现故 障， 如果判断出为故 障信息， 数据通信 单元(300)将 该故障信息传送至终端(40 0)， 发出预警信息 。 5.根据权利要求4所述的一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警方法， 其特 征在于， 所述数据处 理单元(200)的处理具体包括以下步骤： 将油温信息、 油中溶解气体信息与历史信息对比： 当油中溶解气体信息 中甲烷和乙烯含量持续增长或油温信 息中的顶层油温高出2 ‑3K， 判断为： 特高压变压器内部可能存在过 热故障， 需加强监测预警； 当油中溶解气体信息 中甲烷和乙烯含量持续增长和油温信 息中的顶层油温高出2 ‑3K， 判断为： 特高压变压器内部存在过 热故障预警。 当油温信息中的顶层油温高出4 ‑6K， 判断为： 特高压变压器内部存在过 热故障预警。 6.根据权利要求4所述的一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警方法， 其特 征在于， 所述数据处 理单元(200)的处理具体还 包括以下步骤： 将油中溶解气体信息、 高频局部放电信息、 超声 波局部放电信息与历史信息对比： 当油中溶解气体信息中的氢气、 甲烷含量均持续增长， 或， 氢气、 乙炔和乙烯含量均持 续增长； 和， 高频局部放电信息中的高频局部放电幅值或超声局部放电幅值持续增大， 判断为 特高压变压器内部存在放电故障预警； 当油中溶解气体信息中的氢气、 甲烷含量均持续增长， 或， 氢气、 乙炔和乙烯含量均持 续增长； 或， 高频局部放电信息中的高频局部放电幅值或超声局部放电幅值持续增大， 判断为 特高压变压器内部可能存在放电故障， 需加强监测预警； 当高频局部放电信 息中的高频局部放电幅值和超声局部放电幅值均持续增大， 判断为 特高压变压器内部存在放电故障预警。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115112168 A 2一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及变压器监测技术领域， 具体讲是一种多维监测信息联合的特高压变压 器故障预警装置及方法。 背景技术 [0002]特高压变压器作为电网的核心设备， 是目前电压等级最高、 含油量最多、 结构最复 杂、 造价最高的主设备之一， 一旦发生故障， 将危及大范围电网的安全稳定运行， 甚至威胁 运检人员的生命安全， 因此亟需研究特高压变压器故障预警方法， 对早期(潜在)故障及时 发出报警信号。 [0003]目前特高压变压器内部故障预警主要通过油中溶解气体在线装置实现。 特高压变 压器结构复杂， 内部故障往往伴随多维特征信息， 油色谱携带的信息有限， 无法全面反映故 障特征信息， 导致故障预警不准确， 误报和漏报时有发生， 增加运检人员负担。 其中所述特 高压变压器故障指内部故障(外部故障可通过肉眼检查等较为简单 的方法发现)， 具体地， 所述内部故障包括过 热故障与放电故障(基本涵盖所有内部故障)。 [0004]针对在油中溶解气体信息： 目前主要利用在线油色谱来监测变压器的状态， 实现 内部故障报警， 进一步地， 目前主要依据 《DLT  722‑2014变压器油中溶解气体 分析和判断导 则》 标准中推荐的三比值法来判断故障类型， 然而， 三比值法一般在特征气 体含量超过注 意 值(所述注意值： 对于特高压变压器： 氢气150 μL/L、 乙炔1μL/L、 总烃150 μL/L)后使用。 实际 上， 特高压变压器由于含油量达150吨， 当特征气体超出上述注意值时， 其油中特征气体总 量远超于 常规变压器， 其内部很可能故障已经发展了一段时间， 甚至有 可能存在严重故障， 因此， 三比值法无法实现特高压变压器内部故障预警。 [0005]再者， 现有技术中采用油温阈值报警的方式(如油温超过70℃发出报警信号)。 然 而变压器， 尤其是特高压变压器含油量达150吨， 很少有故障能够导致油温达到 设计的报警 值， 或者说当油温达到报警值时， 说明变压器内部已经发生了非常严重的故障， 也就没发挥 故障预警的作用。 本领域技术人员 在现有基础上很容易忽略油温变化， 从而导致不及时发 现故障。 发明内容 [0006]本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一， 提供一种多维监测 信息联合的特高压变压器故障预警装置及方法。 [0007]本发明的技 术解决方案如下： [0008]一种多维监测信息联合的特高压变压器故障预警装置， 包括： [0009]数据采集单元， 用于采集特高压变压器的油温信息、 油中溶解气体信息、 高频局部 放电信息以及超声 波局部放电信息； [0010]数据处理单元， 用于接收所述数据采集单元所采集的信息， 识别并分析所述信息 中的异常数据， 判断特高压变压器是否出现故障；说　明　书 1/5 页 3 CN 115112168 A 3