一種油浸式變壓器異常狀態的監控方法
【專利摘要】一種油浸式變壓器異常狀態的監控方法，包括以下步驟：1)利用組分濃度檢測模塊能夠循環檢測每個氣體組分的濃度，并將每個濃度值Di與該氣體組分所對應的極限值Di0進行依次比較，一旦得到該氣體組分檢測的濃度超出極限值，則進行計數器N的計數操作，一旦計數器N等于或超過K時，則表示有K組氣體組分超出了極限值，則進行啟動報警分級操作；2)利用烴含量檢測模塊和產氣速率檢測模塊分別檢測出變壓器總烴含量C以及總烴絕對產氣速率V，通過對比變壓器總烴含量C與變壓器總烴含量第一閾值C0和第二閾值C1，以及對比總烴絕對產氣速率V與總烴絕對產氣速率第一閾值V0、第二閾值V1和第三閾值V2之間的關系判斷出不同的報警等級。
【專利說明】一種油浸式變壓器異常狀態的監控方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種油浸式變壓器異常狀態的監控方法，屬于輸電【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 油浸式電力變壓器在電力系統中得到廣泛的引用。在正常的運行過程中，變壓器 會在機械應力以及熱、電等各種因素的影響下慢慢老化，并生成一些可燃性氣體。如果變壓 器存在內部潛伏性故障，故障部位釋放出的能量會加速絕緣材料的裂解，促使油中溶解氣 體的含量以及產氣速率大大提高。通過獲取變壓器油樣本，采用氣相色譜的方法就可以獲 取油中溶解氣體各組分的含量，從而對變壓器的健康狀況做出評估或者對存在異常的變壓 器進行故障情況的分析。因此，變壓器油中溶解氣體分析對油浸式變壓器故障診斷有著重 要的意義。DGA技術的原理是基于任何一種特定的烴類氣體的產生速率隨溫度而變化，在特 定溫度下，往往有某一氣體的產氣率出現最大值，隨著溫度升高，產氣率最大的氣體依次為 CH4, C2H6, C2H4, C2H2, H2, C0, C02。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間一定存在著 對應的關系。這些氣體組分也被稱作特征氣體或者組分氣體。
[0003] 作為DGA技術之一的三比值法在工程實際中發揮了一定的作用，但是由于比值編 碼有限，故障類型也只是被劃分成一些經典類型，無法涵蓋實際運行中的所有故障類型，編 碼組合與故障種類之間的映射關系存在模糊性，簡單的一對一的映射不能全面客觀的體現 出征兆與故障之間的復雜藕合關系，同時也存在一些由于各種因素可能造成的氣體含量的 不精確，進而對故障類型形成誤判。因此有必要對目前采用的DGA技術進行改進以提高診 斷油浸式變壓器故障的精度和穩定性，避免發生誤判操作產生不良影響。
【發明內容】
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明提出一種油浸式變壓器異常狀態的監控方法，該 監控方法可以最大程度上避免因多重因素影響而產生的測量不精確或不穩定，能夠準確地 分級別報警，提示操作人員進行相應維修等活動。
[0005] 研究發現，在利用油中溶解氣體濃度來判斷變壓器是否異常的過程中，通常需要 將油中氣體各組分的濃度與所推薦油中溶解氣濃度的極限值進行比較，如果任意氣體濃度 超標就應當引起密切關注。但是僅僅依靠氣體濃度值并不能完全準確判定設備是否存在故 障，因為某些非故障因素也可能導致油中溶解氣體含量增加，甚至超過導則所推薦的氣體 濃度極限值。
[0006] 經過長期的運行經驗發現，變壓器故障通常是以潛伏性低能量故障開始，若任由 故障自由發展，最終可能導致變壓器嚴重事故的發生，由于氣體濃度只能從一個側面反映 變壓器當前的運行狀態，而產氣速率也從一定程度上反映出故障的嚴重程度，在本發明的 報警分級操作過程中，正是結合氣體濃度以及產氣速率對變壓器狀態進行全面客觀的檢測 評估。
[0007] 基于上述研究，為實現上述目的，本發明的技術構思為，為了避免測量產生的誤操 作，最大程度地保證判斷報警精度，本發明的油浸式變壓器異常狀態的監控方法采取了初 級濃度報警操作和報警分級操作兩級判斷過程，采用的技術手段為：
[0008] 1)利用組分濃度檢測模塊能夠循環檢測每個氣體組分的濃度，并將每個濃度值 Di與該氣體組分所對應的極限值DiO進行依次比較，一旦得到該氣體組分檢測的濃度超出 極限值，則進行計數器N的計數操作，一旦計數器N等于或超過K時，則表示有K組氣體組 分超出了極限值，則進行啟動報警分級操作；
[0009] 2)利用烴含量檢測模塊和產氣速率檢測模塊分別檢測出變壓器總烴含量C以及 總烴絕對產氣速率V，通過對比變壓器總烴含量C與變壓器總烴含量第一閾值C0和第二閾 值C1，以及對比總烴絕對產氣速率V與總烴絕對產氣速率第一閾值V0、第二閾值VI和第三 閾值V2之間的關系判斷出不同的報警等級；
[0010] 3)根據步驟2)的結果，報警等級的操作判斷過程如下，
[0011] a).當滿足(：<〇)且￥<￥0時，表示變壓器正常，則報警等級為正常狀態；
[0012] b).當滿足C0 < C < C1且V < V0時，表示變壓器存在潛伏性故障，且故障發展緩 慢，影響較為輕微，則報警等級為輕微故障；
[0013] c).當滿足CO < C < C1且VO < V < VI時，表示變壓器有可能存在明顯故障，此 時需要進行二次檢測總烴含量C'和絕對產氣速率V'進行進一步判斷，而二次檢測之前需 要延遲t時間，假如仍然滿足C0 < C' < C1且V0 < V' < VI，此時表明存在較為穩定的中 等故障，則報警等級為中等故障（穩定）；
[0014] d).當滿足CO < C < C1且VI < V < V2時，表示變壓器有可能存在明顯故障，此 時需要進行二次檢測總烴含量C'和絕對產氣速率V'進行進一步判斷，而二次檢測之前需 要延遲t時間，假如仍然滿足CO < C' < C1且VI < V' < V2,此時表明存在較為迅速惡化 的中等故障，則報警等級為中等故障（惡化）；
[0015] e).當滿足Cl <C且V2<V時，表示變壓器存在嚴重故障，且故障發展迅速惡化， 影響較為嚴重，則報警等級為嚴重故障。
[0016] 采用了上述技術手段，改變了油浸式現有變壓器報警方法的單層次判斷，提高油 浸式變壓器異常狀態判斷的準確性；優化了油浸式變壓器故障報警系統，減少了由于各種 原因導致的誤判誤操作的幾率，保證了輸出報警狀態的準確性，同時也通過二次檢測判斷 的方法實現了對中級故障報警的進一步分類，增強了報警系統的應用性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明的油浸式變壓器結構示意圖；
[0018] 圖2為本發明的油浸式變壓器報警系統簡圖；
[0019] 圖3為本發明的油浸式變壓器異常狀態的監控方法的流程簡圖。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1所示，本發明的油浸式輸電變壓器結構示意圖，該變壓器包括覆蓋整個變 壓器的變壓器殼體1，連接到變壓器殼體1上的絕緣油箱2,變壓器襯墊3,以及輸電變壓器 的主要功能件繞組線圈4和鐵芯5,檢測裝置6和測溫計7位于變壓器殼體1上方邊緣處， 用于進行相關控制數據的檢測，位于絕緣油箱2內的絕緣油10以及空氣層11。該油浸式變 壓器在運行過程中會受到機械應力、溫度、強電場以及水分、氧氣等各種因素的影響，絕緣 油會在這些因素的作用下發生碳化、裂解以及氧化等各種化學反應，生成氫氣、低分子烴類 化合物、油泥、某些氧化物以及碳氫聚合物（X蠟），這就是變壓器絕緣油劣化與老化現象。 在正常情況下，絕緣油只生成很少量的一些氣體，這些氣體的含量也通常會保持在國標規 定值以內。一旦油浸式變壓器發生內部潛伏性故障，故障點釋放的能量會加速絕緣油分解 產氣，可能導致氣體濃度超過臨界值。而變壓器油中溶解氣體的來源非常復雜，油浸式變壓 器在正常運行條件下也會在電、熱應力的作用下生成少量氣體，當油浸式變壓器發生內部 潛伏性故障時，故障點釋放的能量會加速絕緣材料的分解產氣，可能導致氣體濃度超過極 限值，因此可以通過氣體的濃度來大致判斷油浸式變壓器狀態是否正常。規定油浸式變壓 器油中溶解氣體濃度極限值如表所示。
[0021] 表變壓器油中氣體組分濃度極限值（uL/L)
[0022]
【權利要求】
1. 一種油浸式變壓器異常狀態的監控方法，包括以下步驟： 1) 利用組分濃度檢測模塊能夠循環檢測每個氣體組分的濃度，并將每個濃度值Di與 該氣體組分所對應的極限值DiO進行依次比較，一旦得到該氣體組分檢測的濃度超出極限 值，則進行計數器N的計數操作，一旦計數器N等于或超過K時，則表示有K組氣體組分超 出了極限值，則進行啟動報警分級操作； 2) 利用烴含量檢測模塊和產氣速率檢測模塊分別檢測出變壓器總烴含量C以及總烴 絕對產氣速率V，通過對比變壓器總烴含量C與變壓器總烴含量第一閾值C0和第二閾值 C1，以及對比總烴絕對產氣速率V與總烴絕對產氣速率第一閾值V0、第二閾值VI和第三閾 值V2之間的關系判斷出不同的報警等級； 3) 根據步驟2)的結果，報警等級的操作判斷過程如下， a) .當滿足C < C0且V < V0時，表示變壓器正常，則報警等級為正常狀態； b) .當滿足CO < C < C1且V < V0時，表示變壓器存在潛伏性故障，且故障發展緩慢， 影響較為輕微，則報警等級為輕微故障； c) .當滿足C0 < C < C1且V0 < V < VI時，表示變壓器有可能存在明顯故障，此時需 要進行二次檢測總烴含量C'和絕對產氣速率V'進行進一步判斷，而二次檢測之前需要延 遲t時間，假如仍然滿足C0<C' <C1且V0<V' <V1，此時表明存在較為穩定的中等故 障，則報警等級為中等故障（穩定）； d) .當滿足CO < C < C1且VI < V < V2時，表示變壓器有可能存在明顯故障，此時需 要進行二次檢測總烴含量C'和絕對產氣速率V'進行進一步判斷，而二次檢測之前需要延 遲t時間，假如仍然滿足CO < C' < C1且VI < V' < V2,此時表明存在較為迅速惡化的中 等故障，則報警等級為中等故障（惡化）； e) .當滿足Cl < C且V2 < V時，表示變壓器存在嚴重故障，且故障發展迅速惡化，影響 較為嚴重，則報警等級為嚴重故障。
2. 根據權利要求1的油浸式變壓器異常狀態的監控方法，其特征在于，氣體組分包括 H2, CH4, C2H4, C2H6, C2H2,總烴。
3. 根據權利要求1的油浸式變壓器異常狀態的監控方法，其特征在于，通常情況下，K 可設置為K彡6,優選為3。
【文檔編號】G01N33/00GK104090080SQ201410341401
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】胡小青 申請人:胡小青
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
