专利名称：一种针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变压器监控技术领域，尤其涉及一种针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置。
背景技术：
变压器大多采用油纸复合绝缘，当内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，绝缘油随着故障点的温度升高依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。在正常情况下，充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在过热或电的作用下会逐渐老化和分解，产生少量的低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解于油中。当充油电器内部存在潜伏性过热和放电性故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障的发展，分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散，不断溶解在油中。故障气体的组成及含量与故障类型和故障严重程度关系密切，在电气试验中，通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体(dissolved gas analysis),定期做油的色谱分析,能尽早发现设备内部的潜伏性故障，以避免设备发生故障或事故损失。现有技术中对变压器油溶解气体分析方法主要有以下显著缺点:第一，在分析油中溶解气体时需要进行费时费力地采样，因此容易出现数据采样不完全的情况，从而造成不能提供准确分析结果的弊端；第二，检测流程复杂冗长，不能及时掌握和监测变压器的运行状况，以至于不能有效降低事故的发生率。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置，其能够实时准确地分析气相色谱数据，以尽早发现变压器设备内部的潜伏性故障或缺陷。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:一种针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置，包括:用于对变压器绝缘油色谱数据进行采集的数据采集单元；用于对数据采集单元所采集的数据进行传输的数据传输单元；以及用于接收数据传输单元传输的数据，并进行分析处理的数据分析单元。所述的数据采集单元包括用于接收变压器油样输入的脱气模块，所述的脱气模块的输出端连接混合气体采样检测模块。所述的数据采集单元还包括用于接收所述的混合气体采样监测模块输出数据的油色谱仪和色谱工作站。所述的数据传输单元包括输入输出接口控制模块，所述的输入输出接口控制模块连接数据转换模块。所述的数据分析单元包括数据库服务器和应用程序服务器。所述的数据库服务器包括气相色谱数据存储模块、监测历史数据存储模块和监测状态数据存储模块。所述的应用程序服务器包括监测周期模块、极限报警模块和数据分析模块。所述的输入输出接口控制模块包括:继电器模块和模拟输入模块，所述的继电器模块连接继电器输出模块，所述的模拟输入处理模块连接通信接口处理模块和模拟信号输入通道模块，所述的通信接口处理模块连接RS-232通讯接口、RS-485通讯接口和电源转换模块，所述的电源转换模块连接通讯模块、电源和模拟输出处理模块，所述的模拟输出处理模块连接模拟信号输出通道模块。所述的继电器模块至少包括多个用于设置安全逻辑报警、监测趋势报警和/或自检错误报警的继电器。本实用新型相对于现有技术具有以下的有益效果:实现对变压器绝缘油中油气成分特性、类别信息数据进行智能监控:油温数据的异常报警、油气成分的测量管理，以及通过分析色谱数据对变压器的绝缘油的相关数据进行趋势比较分析，并实时显示诊断结果，从而有效发现潜伏性故障，为及时掌握和监测变压器的运行状况提供准确和全面的信息。
图1为本实用新型的针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置的结构原理图；图2为图1所示装置的数据采集单元的一种具体实施例示意图；图3为图1所示装置的数据传输单元的一种具体实施例示意图；图4为图1所示装置的数据分析单元的一种具体实施例示意图；图5为图4所示实施例的数据库服务器的结构示意图；图6为图4所示实施例的应用程序服务器的结构示意图。
具体实施方式
为了便于对实用新型的进一步理解，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步地详细说明。如图1所示，本实用新型的针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置包括:用于对变压器绝缘油色谱数据进行采集的数据采集单元100 ;用于对数据采集单元100所采集的数据进行传输的数据传输单元200 ；以及用于接收数据传输单元200传输的数据，并进行分析处理的数据分析单元300。图2为图1所示装置的数据采集单元的一种具体实施例示意图，如图所示，所述的数据采集单元100包括用于接收变压器油样输入的脱气模块103，所述的脱气模块103的输出端连接混合气体采样检测模块104。所述的混合气体采样检测模块104可以对甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体的温度、成分含量等相关数据进行检测。脱气模块103可以采用油路、气路双循环油气分离模式，这样能够大幅度提高待测气体的分离速度，并可有效平衡所有的故障特征气体。所述的数据采集单元还包括用于接收所述的混合气体采样监测模块104输出数据的油色谱仪107和色谱工作站109。在具体实施例中，色谱工作站109可以采用VC++数据库格式实现数据处理的通用性和跨平台性。图3为图1所示装置的数据传输单元的一种具体实施例示意图，如图所示，所述的数据传输单元200包括输入输出接口控制模块202，所述的输入输出接口控制模块202连接数据转换模块209。图4为图1所示装置的数据传输单元的一种具体实施例示意图，如图所示，所述的数据分析单元300包括数据库服务器310和应用程序服务器320。图5为图4所示实施例的数据库服务器的结构示意图，如图所示，所述的数据库服务器310包括气相色谱数据存储模块311、监测历史数据存储模块312和监测状态数据存储模块313。在具体的实施例中，数据库服务器310具有SQL Server数据库服务器、实时数据库服务器，整个系统采用C/S结构，将底层设备与上位机软件进行无缝结合，为装置的良好运行提供有力的数据支持。图6为图4所示实施例的应用程序服务器的结构示意图，如图所示，所述的应用程序服务器320包括监测周期模块321、极限报警模块322和数据分析模块323。在具体实施例中，数据分析模块323例如可以采用三比值、绝对产气率、相对产气率、大卫三角形和立体图示法等来实现对故障气体的诊断分析。作为具体实施例，可以通过人机界面显示气相色谱数据监测的动态流程图、历史监测数据比较趋势图，从而能够实现实时准确跟踪变压器的运行状况，做到异常状态下的及时报警。作为具体实施例，本实用新型数据传输单元的输入输出接口控制模块可以包括:继电器模块和模拟输入模块，所述的继电器模块连接继电器输出模块，所述的模拟输入处理模块连接通信接口处理模块和模拟信号输入通道模块，所述的通信接口处理模块连接RS-232通讯接口、RS-485通讯接口和电源转换模块，所述的电源转换模块连接通讯模块、电源和模拟输出处理模块，所述的模拟输出处理模块连接模拟信号输出通道模块。所述的继电器模块至少包括多个用于设置安全逻辑报警、监测趋势报警和/或自检错误报警的继电器，作为具体实施例，继电器模块可由十个N0/NC继电器构成。输入输出接口模块的数据通讯采用RS485总线模式、RS232模式。RS485总线模式一般适用于单对多方式，RS232模式一般适用于单对单模式。模拟信号输入通道模块可由四个模拟信号输入通道构成，每个模拟信号输入通道的输入电流在具体实施例中可选择在4-20mA之间,模拟输入处理模块接收模拟信号输入通道模块的输出信号后，通过通信接口处理模块输出给RS-232通讯接口和RS-485通讯接□。作为具体的实施例，模拟信号输出通道模块可由十个模拟信号输出通道构成，每个模拟信号输出通道的输出电流在具体实施例中可选择在4-20mA之间,输出信号被送至数据分析单元，以完成变压器绝缘油中的故障气体:氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯等气体组分的相关测量数据的分析处理。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置，其特征在于，包括: 用于对变压器绝缘油色谱数据进行采集的数据采集单元； 用于对数据采集单元所采集的数据进行传输的数据传输单元；以及 用于接收数据传输单元传输的数据，并进行分析处理的数据分析单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的数据采集单元包括用于接收变压器油样输入的脱气模块，所述的脱气模块的输出端连接混合气体采样检测模块。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的数据采集单元还包括用于接收所述的混合气体采样监测模块输出数据的油色谱仪和色谱工作站。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的数据传输单元包括输入输出接口控制模块，所述的输入输出接口控制模块连接数据转换模块。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的输入输出接口控制模块采用RS232通讯模式和RS485通讯模式。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的数据分析单元包括数据库服务器和应用程序服务器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的数据库服务器包括气相色谱数据存储模块、监测历史数据存储模块和监测状态数据存储模块。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的应用程序服务器包括监测周期模块、极限报警模块和数据分析模块。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的输入输出接口控制模块包括:继电器模块和模拟输入模块，所述的继电器模块连接继电器输出模块，所述的模拟输入处理模块连接通信接口处理模块和模拟信号输入通道模块，所述的通信接口处理模块连接RS-232通讯接口、RS-485通讯接口和电源转换模块，所述的电源转换模块连接通讯模块、电源和模拟输出处理模块，所述的模拟输出处理模块连接模拟信号输出通道模块。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的继电器模块至少包括多个用于设置安全逻辑报警、监测趋势报警和/或自检错误报警的继电器。
专利摘要本实用新型公开了一种针对运行变压器的绝缘油的气相色谱在线监测装置，包括用于对变压器绝缘油色谱数据进行采集的数据采集单元；用于对数据采集单元所采集的数据进行传输的数据传输单元；以及用于接收数据传输单元传输的数据，并进行分析处理的数据分析单元。本实用新型的优点是实现对变压器绝缘油中油气成分特性、类别信息数据进行智能监控油温数据的异常报警、油气成分的测量管理，以及通过分析色谱数据对变压器的绝缘油的相关数据进行趋势比较分析，并实时显示诊断结果，从而有效发现潜伏性故障，为及时掌握和监测变压器的运行状况提供准确和全面的信息。
文档编号G01N30/02GK203037628SQ20122070144
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者王天正, 俞华, 李艳鹏, 张海, 刘永鑫 申请人:山西省电力公司电力科学研究院