[发明专利]用于求取针对变压器部件的故障概率值的装置以及具有这种装置的系统

说明书

本发明涉及一种用于求取针对电变压器(12)的变压器部件(16)的故障概率值的装置(2)。所述装置(2)具有信号输入接口(4)、处理器单元(6)和存储单元(8)。处理器单元(6)可通过信号输入接口(4)与测量系统(10)耦联，该测量系统通过传感器(14)检测功率变压器(12)的多个特性。处理器单元(6)可以借助贝叶斯网络以及基于功率变压器的实际状态求取针对变压器部件(16)的故障概率值，贝叶斯网络至少部分地描绘变压器(12)和测量系统(10)。本发明还包括一种系统(28)，该系统包括所述装置(2)。

变压器原则上由现有技术已知。在此，涉及一种能够将输入电压转换成输出电压的变压器。通常，输入电压是输入交流电压，并且输出电压是输出交流电压。在非常简单的设计方案中，变压器具有通过共同的芯部彼此耦联的初级线圈和次级线圈。线圈和/或芯部可以至少部分地布置在具有冷却液的储罐中，以便冷却线圈。初级线圈、次级线圈、芯部、冷却液和储罐可以分别是变压器的变压器部件。变压器也可以具有另外的变压器部件。

在实践中，变压器经常借助于测量系统来监控。测量系统具有多个传感器，所述传感器被构造用于检测变压器的物理特性和/或化学特性。当变压器被构造成所谓的功率变压器时，则常常使用测量系统。例如当从初级线圈至次级线圈传输的电功率大于10千瓦时，情况就是如此。功率变压器的两个线圈在主动运行中产生显著的热量，该热量至少部分地被功率变压器的冷却液吸收。冷却液可以在功率变压器的冷却液回路中输送，其中，在冷却液回路中集成了所谓的冷却器，该冷却器可以将传输到冷却液上的热量传递到周围环境和/或其他介质上。测量系统因此例如可以具有传感器，该传感器被构造成用于检测功率变压器的冷却液的温度。在冷却器上可以布置通风机，以便达到所期望的冷却能力。流经通风机的通风机马达的电流例如可以借助测量系统的另外的传感器来检测。作为冷却液经常使用油，该油也可以称为绝缘油。通过油的绝缘特性，防止了在线圈内部或线圈之间的电短路。测量系统可以具有另外的传感器，该传感器被构造用于直接或间接地检测油中的水含量。因此传感器例如可以与油直接接触，以便直接检测水含量。然而也存在如下可能性，即，传感器布置在功率变压器的储罐中，其中，该传感器被构造用于检测具有烃链的气体浓度。由传感器检测的大于预定阈值的具有烃链的气体浓度可以表明油中特定的最小水含量。测量系统的另外的传感器例如可以被构造用于检测在线圈中的一个线圈的绕组之间的机械绕组张力。该传感器例如可以被构造为用于检测机械压力或机械力的传感器，其中，所述传感器这样布置在所述功率变压器的初级线圈或次级线圈上，以便检测相应线圈的机械张力。测量系统的另外的传感器可以被布置和/或构造用于检测通过初级线圈或者次级线圈的电流。此外，测量系统可以具有电压传感器，该电压传感器被构造成用于检测在初级线圈或次级线圈上存在的电压。测量系统的另外的传感器例如可以被构造成用于检测变压器引线的情况，其中，传感器例如被构造用于确定变压器引线的电容和/或损耗因数。测量系统的另外的传感器例如可以被构造用于检测振动声信号。该传感器例如可以表现为用于检测声信号的传感器，所述声信号在操纵功率变压器的分接开关时产生。测量系统可以被构造用于产生状态信号，该状态信号代表多个不同的状态参量。测量系统可以被构造用于分别基于传感器中的恰好一个传感器的传感器信号来求取状态参量中的至少一个状态参量和/或分别基于多个传感器的多个传感器信号来求取状态参量中的一个状态参量。传感器中的每个传感器被布置在功率变压器上，以检测功率变压器的物理特性和/或化学特性。因此物理特性和/或化学特性可以相应地是功率变压器的部件的物理特性和/或化学特性。功率变压器的部件也被称为变压器部件。变压器的冷却液例如可以是功率变压器的部件。但是在功率变压器的第一或第二线圈上的电压或电流也可以分别是功率变压器的物理特性。由测量系统求取的每个状态参量代表所述功率变压器的由所述至少一个配设的传感器检测到的特性的状态情况作为正常情况N或作为异常情况。如果例如基于用于检测冷却液的温度的传感器的传感器信号求取状态参量，则可以针对变压器部件“冷却液”求取测量系统的正常情况，更确切地说，尤其是当借助传感器检测到的冷却液的温度小于参考值时。否则，可以由状态测量系统针对状态情况确定异常情况。因此在每个状态参量和变压器部件中的相应至少一个变压器部件(其特性直接或间接地借助于至少一个所属的传感器检测)之间存在函数关系。因此也可以说每个状态参量经由函数关系与变压器部件中的至少一个变压器部件耦联。