一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法

专利名称：一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法
技术领域：
本发明涉及一种电解铝企业的供电系统变压器油气检测系统，具体地说是 涉及一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法。
背景技术：
由于电解铝生产流程越来越细化，工序也更加复杂，生产设备和配套工厂越 来越多，相应电力供应系统的规模也在发生着一系列的变化，电力变压器的等级 越来越高，容量越来越大，数量也越来越多，对电力系统得可靠性的要求也越来 越高。以前在变压器数量有限、分析设备手段落后的情况下，普遍采用实验室离 线绝缘油温度、油中特征气体及油色谱分析技术，由于离线技术采用人工采集变 压器中油，然后在实验室采用加入化学试剂分析的方法对油中气体进行分离、分 析、手工计算、汇总等繁琐的工作，油温、特征气体、油色谱分析周期长、安全 性低、数据精度差，这样就造成了对变压器故障分析的不准确、不及时，使变压 器存在具有危害性的安全隐患，甚至造成重大的安全事故，给企业和人民造成生 命和财产损失，这样己经严重地阻碍了企业控制水平发展的整体进程，并业成了 企业进一步提高生产的"瓶颈"，致使企业在进行新一轮投资投入时，瞻前顾后， 难于决断。这种分析周期长、安全性低、精度差的问题在电力供应企业中是普遍存在 的，是电力变压器绝缘油温度、油中特征气体及油色谱在线监测分析系统所要 解决的问题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种为了保 障供电系统的安全运行，对变压器绝缘油进行实时检测，有效预防各种突发事 故发生，进一步提高供电设备运行的可靠性的一种变压器绝缘油温度和油中特 征气体及油色谱的在线检测方法。本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法通 过下述技术方案予以实现本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油 色谱的在线检测方法，所述的在线检测包括在线监测层变压器、检测仪，数据采集层接口机、通讯总线，数据集中层SQL数据库服务器、实时数据库服务器， 数据应用分析层WEB应用程序服务器、油气数据分析上位机、油气数据历史査询上位机构成，所述的在线检测方法包括以下步骤数据监测步骤指通过与变压器油路连接的检测仪对变压器绝缘油温度、 油中特征气体及油色谱进行检测并采用光纤通讯总线将检测到的数据信号传输到上位机和油气数据历史査询上位机的过程；数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通讯接口机 以及通信总线将监测到的变压器油气成分信号传输到SQL数据库服务器、实时 数据库服务器对变压器中油气浓度数据进行收集、整理的过程；数据集中步骤指通过SQL数据库服务器、实时数据库服务器、WEB应用 程序服务器对采集的数据进行加工、处理、分析、存储、发布的过程数据应用分析步骤指通过WEB应用程序服务器中的可视化软件、数据库 分析软件、NET网对系统中的所有数据进行各种处理、分析、再现的过程。本发明一种的电力安全油色谱在线检测分析方法与现有技术相比较有如下 有益效果本发明数据采集可以实现对变压器运行现场各种数据的自动收集和 协议转换，是进行变压器中油气成分数据跟踪、维护计划、运行历史记录分析 以及其它生产管理的基础。数据存储主要是用来建立一个有效的信息平台，对 采集的数据进行加工、处理、分析、存储、发布。数据应用分析基于数据采集、 数据处理的信息，建立与变压器运行状态管理相关的应用系统，为科学的组织、 指挥、决策、监督生产过程，提供信息平台。本发明有如下功能能够实现变 压器油温数据的实时采集；能够实现变压器油温数据的历史数据査询与分析； 能够实现变压器油温数据的异常报警；能够实现对变压器中油气成分特性、类 别信息(氢气、 一氧化碳、甲烷、乙垸、乙烯、乙炔)集中管理；能够实现对 油气成分的测量单位、报警限值、采样周期等规格和参数进行管理；能够实现 对检测过程种的检测方法、计算公式、法规标准(三比值法、特征气体法、产 气速率法、 一氧化碳与二氧化碳比值法)进行管理；变压器中油气成分数据的 实时显示、趋势分析、趋势比较，并形成报表输出；能够实现变压器中油气成 分的实时报警；能够实现变压器油气成分报警状态下运用三比值法分析并得到 诊断结果；能够实现变压器油气成分报警状态下运用特征气体法分析并得到诊 断结果；能够实现变压器油气成分报警状态下运用产气速率法分析并得到诊断 结果；能够实现变压器油气成分报警状态下运用一氧化碳与二氧化碳比值法分 析并得到诊断结果；是变压器设备运行状态动态监控的基础。变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法，将以变压器 中绝缘油温度、油中特征气体及油气成分的浓度数据为基础建设一个完整的变 压器运行状态监测和变压器安全保障平台。通过这个在线监测平台的建设，将 全面监控动力厂变压器全天候运行状态过程，为现场操作岗位、各级技术管理 岗位人员，及时、快速、准确提供变压器的运行状态信息和对变压器警示和故 障进行分析，并为工作人员采取应急方法手段提供科学的依据。操作岗位人员， 通过平台终端监视变压器中绝缘油温度、油中特征气体及油气成分的浓度变化，
通过系统分析结构监控变压器的实时运行状态，根据动态数据变化，随时调整 操作，监视设备运行情况，保障对生产过程的电力供应，保证生产过程稳定。 各级生产管理人员，通过平台了解生产现场情况，对生产过程进行监控，指导 生产过程的稳定进行。本发明实现了对电力变压器中油路中变压器的实际所含 故障气体状态数据分析计算，实时监测，及时发现设备隐患，经过综合分析优 化系统运行方式，把现行的故障抢修和计划检修与定期实验转化成状态维护检 修，不仅减轻了巡视检査和维护检修工作量，更重要的是减少保护动作次数， 降低电力设备的损坏因素，防止设备突发故障，杜绝事故抢修，有效降低供电 整流系统的维护检修费用，避免事故造成的巨大直接经济损失；确保生产流程 畅通、工艺过程稳定，实现企业信息化、信息资源化、传输网络化、管理科学 化的现代企业目标。本发明适用于电力供电系统自动化控制系统。


本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法有 如下附图图l为本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测 方法系统架构示意图；图2为本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测 方法系统方框结构图；图3为本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测 方法系统层次结构示意图；图4为本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法业务流程示意图；图5为本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测
方法数据流程结构示意图。其中1、变压器；2、检测仪；3、接口机；4、通信总线；5、 SQL数据库 服务器；6、实时数据库服务器；7、 WEB应用服务器；8、油气数据分析上位机; 9、油气数据历史查询管理上位机；10、温控仪表；11、油气分析仪；12、测试 控制仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种电力安全油色谱在线检测分析方法技 术方案作进一步描述。如图l一图3所示，本发明一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱 的在线检测方法包括在线监测层变压器1、检测仪2，数据采集层接口机3、通 讯总线4，数据集中层SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6，数据应用分 析层WEB应用程序服务器7、油气数据分析上位机8、油气数据历史査询上位 机9构成，所述的在线检测方法包括以下步骤数据监测步骤指通过与变压器1油路连接的检测仪2对变压器1绝缘油 温度、油中特征气体及油色谱进行检测并采用光纤通讯总线将检测到的数据信 号传输到上位机8和油气数据历史查询上位机9的过程；数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的接口机3以 及通信总线4将监测到的变压器1油气成分信号传输到SQL数据库服务器5、 实时数据库服务器6对变压器1中油气浓度数据进行收集、整理的过程；数据集中步骤指通过SQL数据库服务器5、实时数据库服务器6、 WEB 应用程序服务器7对采集的数据进行加工、处理、分析、存储、发布的过程数据应用分析步骤指通过WEB应用程序服务器7中的可视化软件、数据 库分析软件、NET网对系统中的所有数据进行各种处理、分析、再现的过程。 所述的检测仪2包括检测绝缘油温度的温控仪表10、检测油中特征气体的油气分析仪11和检测油色谱的测试控制仪12;所述的温控仪表10、油气分析仪11和测试控制仪12的输入端分别与变压器1的出油口和进油口连接，其输 出端分别通过通讯接口机3、通信总线4以及INTRANET网与SQL数据库服务 器5、实时数据库服务器6、 WEB应用程序服务器7、油气数据分析上位机8和 油气数据历史査询上位机9连接。实施例l。将电解铝企业的供电系统共有4组变压器1，每组高压变压器和整流变压器 的油路是连通的。系统配置4台温控仪表10对4组变压器1的绝缘油温度进行 检测；系统配置2台油气分析仪11，每台油气分析仪11可对两台变压器1绝缘 油中特征气体进行检测；系统配置2台测试控制仪12，分别对l、 2组和3、 4 组变压器1进行油气成分分析检测。同时配置2套油路切换装置，以实现1、 2 组变压器的检测切换功能，在对采样油路选择上采用电磁阀自动控制油路选择。一、变压器1绝缘油温度检测本发明变压器油温在线监控方法包括温控检测层、数据采集层、数据集中 层、数据应用层、WEB发布层，所述的温控方法包括如下步骤数据检测步骤指通过与变压器1油路连接的温控仪表10对变压器油检测 的过程；数据采集步骤指通过具有协议转换、数据缓存和异常处理的数据通讯接 口与温控仪表10连接，通过包括光纤转换器的通讯总线4将温控仪表10检测 到的油温数据信号实时采集并转换为电信号的过程；数据集中步骤指通过上位机8、 9的实时监控软件对数据采集步骤采集的
数据进行集中、处理的过程；数据应用步骤指通过上位机8、 9的可视化程序将油温数据进行显示、査 询与分析的过程；WEB发布步骤指通过实时数据库自带的WEB发布工具将实时数据发布 在INTRANET网上的过程。所述的数据采集步骤的数据通讯采用RS485 / 422总线模式、RS232模式或 TCP/IP模式。所述的温控仪表10通过包括光纤转换器的通讯总线4与上位机8、 9连接； 上位机8、 9通过数据库服务器内设置的接口机3与INSQL实时数据库5、实时 数据库服务器6、 WEB应用程序服务器7连接。变压器油温在线监控方法从架构上可以分为实时数据的数据采集和历史数 据的存储应用两部分整个系统采用C/S和B/S相结合结构，本地监控采用C/S模式，WEB发布 采用B/S模式，数据采集与数据处理相结合，智能仪表与智能软件相结合，将 底层设备与上位机软件建立良好的接口 ，为设备的良好运行提供有力的数据支 持。对变压器1油温数据信息，通过采集与处理。提供基于微软视窗平台的可 视化程序，绘制形象逼真的动态流程图、实时历史查询图、趋势图，调度值班 人员可以快速直观地了解各变压器油温工作情况，同时实现异常温度报警。1) 显示各变压器的动态流程图。2) 以棒图、曲线和数值等直观形式实时显示各变压器温度变化情况，也可 以查询其历史运行记录。实现异常温度报警。报警数据直接进入历史库，并可 实现报警记录回调，可查询和分析历史一段时间内变压器的温度异常情况。 变压器1油温在线监控系统是集数据通讯、数据采集、数据处理和数据分析与应用于一体的综合自动化监控系统，整个系统采用C/S和B/S相结合架构， 并采用面向对象的编程技术和组件化程序结构，提供友好的编辑环境和运行环 境，便于维护和操作人员使用，整个系统主要包括以下系统功能。数据采集层数据采集层采用具有协议转换、数据缓存和异常处理的控制通讯接口，连 接各个温控仪表，进行温度数据的实时采集。数据集中层数据集中层主要是用来建立一个综合的数据库平台，用来实现对采集层采集的数据进行集中处理，如数据转换、数据运算、数据保存等。 数据应用层数据应用层用来实现数据的显示、査询与分析，提供友好的人机界面。WEB发布层提供数据的WEB发布，实现数据的远程访问。1、数据通讯功能描述通讯是连接上位机与下位机之间的桥梁，变压器油温在线监控方法的数据 通讯可基于RS485/422、 RS232以及TCP/IP，在现场干扰比较大的情况下，可采 用光钎通讯，确保通讯稳定，根据采用的方式，系统提供灵活的配置界面，如 若采用RS232通讯，只需配置串口号、波特率、校验位等，若采用TCP/IP通讯， 只需配置IP地址和端口号，对TCP/IP通讯，系统支持TCP和UDP模式。主要功能1) RS485/422:采用RS485/422总线模式， 一般适用于单对多方式，对于这 种模式，最终系统都转换为RS232通讯，具体配置可参考RS232模式；2) RS232: 采用RS232模式， 一般适用于单对单模式，对于这种模式，需要配置串口号、波 特率、数据位、停止位、校验方式和冗余方式即可；3) TCP/IP:采用TCP/IP模 式， 一般用于以太网通讯，TCP/IP包括两种模式TCP方式和UDP方式；TCP方 式是建立在面向连接的基础上，需要配置IP地址和端口号，UDP方式是建立在面 向无连接的基础上，需要配置通讯双方各自的IP地址和收发各自的端口号，UDP 通讯一般可用于广播。2、 数据采集 功能描述数据采集是连接温控仪表1与上位机5软件的接口，通过数据采集接口，将 下位机l数据通过标准协议或双方约定的非标准协议实时采集到数据接口上，采 集频率一般可达毫秒级。主要功能数据采集接口程序通过采集协议周期性的向下位机发送采集命令，下位机 即温控仪表l收到数采命令后，将数据按采集协议打包发送给数据采集接口，数 据采集接口收到后再按采集协议进行解包，转换为对应的数据；数据采集接口 程序内置一个实时数据库，数据库中包含需要更新和处理的所有温度位号点， 所有位号点在内存中独占一个地址，数据采集接口程序通过不停的更新地址来 更新温度数据，确保数据的实时性，数据采集接口程序只负责更新实时数据库 中的数据，不作数据存储和数据运算。3、 数据处理 功能描述
数据处理是对数据采集接口程序中采集的数据进行运算、储存和异常分析 等，为数据的应用做有力的后盾。 主要功能1)数据运算进行数据运算，包括数据累加、转换、取模/取余等；2)数 据储存对数据进行历史归档，归档周期可根据用户需要自行设定，存储的空 间理论上是没有限制的(只要硬盘空间足够大)，用于数据的査询与分析；3)异 常数据处理对异常数据进行报警， 一般通过对每个数据设置上、下限，对超 过限值的数据作为异常数据处理，对异常数据系统会做报警提示，报警提示方 法用户可根据需要自行设定,主要包括颜色提示、闪烁提示、弹画面提示和语 音提示等。4、 数据应用 功能描述数据应用主要实时数据库中的数据通过友好的人机界面展现出来，包括实 时数据、历史数据及异常数据。 主要功能1)用户管理系统在进入前需要进行用户确认，通过传统的用户名和密码 确认后才能进入；2)实时数据显示进行实时数据的界面显示，主要通过直观 的界面将温度数据展示给用户；3)历史数据查询与分析提供历史数据的界面 化查询，可安变压器名称、历史时间段等条件进行査询，并提供曲线、棒图等 分析工具进行数据分析；4)异常数据查询与分析对异常数据提供按变压器名 称、时间段条件进行查询，并可分析历史一段时间内的异常情况，确保变压器 安全、稳定的运行。5、 WEB发布
功能描述Web发布采用B/S方式，提供数据的远程访问，用户可以通过IE工具实时査 看各个变压器的温度。 主要功能1)数据转换接口数据转换接口为一独立的接口机，隔离本地监控系统和 远程访问系统，并实现本地监控数据到远程访问的实时数据库，之间连接方式 通过OPC实现无缝连接；2)实时数据库实时数据库为Web发布的数据核心，一 般我们选用国外知名的实时数据库，如InSQL;实现数据的实时存储和高位运 算；3)实时数据发布实时数据库发布我们选用实时数据库自带的Web发布工具，进行实时数据的发布，用户通过IE工具即可査看；4)数据在线监测。 二、变压器绝缘油油中特征气体检测本发明变压器油中气体在线监控方法包括油气检测层、数据处理层、数据采集层、数据应用层和WEB发布层，所述的监控方法包括如下步骤油气检测步骤指通过与变压器1出油口和进油口连接的油气分析仪11检测油气数据的过程；数据通讯步骤指采用RS485 / 422光纤通讯将油气分析仪11与上位机8、 9连接并使信号流通的过程；数据采集步骤指通过具有协议转换、数据缓存和异常处理的控制通讯接 口机3将变压器1油气信号采集并转换为数据信号的过程；数据处理步骤指通过实时监控软件对数据采集接口程序中采集的数据信 号进行运算，转换为对应变压器油中气体的成分含量的过程；数据应用步骤指通过实时数据库人机界面实现变压器油中气体的成分含
量数据的显示、査询与监控的过程；WEB发布步骤指通过实时数据库自带的WEB发布工具将实时数据发布 的过程。所述的油气分析仪11与变压器1出油口和进油口连接；油气分析仪11通 过数据采集接口程序与上位机8、 9连接；上位机8、 9通过接口机3与INSQL 实时数据库5连接；INSQL实时数据库6通过INTERNET网与WEB应用程序 服务器7连接。所述的数据采集接口程序包括光纤转换器的通讯总线4。所述的接口机3为一独立的数据转换接口机，接口机3与实时数据库之间 为无缝连接方式。 数据采集层数据采集层采用具有协议转换、数据缓存和异常处理的控制通讯接口，连 接各个传感器，将模拟信号转换为数据信号进行实时采集。数据处理层数据处理层主要是将数据信号通过转换模块装换为对应变压器油中气体的 甲垸、乙垸、乙烯、乙炔、氢气、 一氧化碳、二氧化碳等的成分含量。数据应用层数据应用层用来实现变压器油中溶解气体成分含量数据的显示、査询与监 控，提供友好的人机界面。 WEB发布层提供数据的WEB发布，实现数据的远程访问。
变压器油中气体在线监控系统从架构上可以分为实时数据的数据采集和历 史数据的存储应用两部分整个系统采用C/S结构，数据采集与数据处理相结合，监控仪器与智能软 件相结合，将底层设备与上位机软件建立良好的接口，为设备的良好运行提供 有力的数据支持。对变压器油中气体成分含量数据信息，通过采集与处理。提供基于微软视 窗平台的可视化程序，绘制形象逼真的动态流程图、实时历史査询图、趋势图， 调度值班人员可以快速直观地了解各变压器油中气体成分含量工作情况，同时 实现异常温度报警。1) 显示各变压器的动态流程图。2) 以棒图、曲线和数值等直观形式实时显示各变压器温度变化情况，也可 以査询其历史运行记录。实现异常温度报警。报警数据直接进入历史库，并可 实现报警记录回调，可查询和监控历史一段时间内变压器的油气成分含量异常 情况。变压器油中气体在线监控方法功能介绍变压器油中气体在线监控方法是集数据通讯、数据采集、数据处理和数据 监控与应用于一体的综合自动化系统，包括以下系统功能。 1、数据通讯 功能描述通讯是连接上位机8、 9与油气分析仪11、油气分析仪ll与变压器l之间的桥 梁，变压器油中气体在线监控方法的数据通讯主要基于RS485/422，在现场干扰 比较大的情况下，可采用光钎通讯，确保通讯稳定。主要功能
1)上位机8、 9与油气分析仪11:上位机8、 9与油气分析仪11之间的通讯考 虑数据流量不是很大，且通讯周期比较长，所以选用RS485/422通讯；2)油气 分析仪ll与变压器l:油气分析仪ll和变压器l油路之间的连接选用金属导管， 同时设置2台油气分析仪11，每台油气分析仪ll可检测两台变压器，如果是两台 变压器同时连接，为保证油路不互相混合，需增加一台油路切换装置，油气分 析仪ll每次在取油时，都经过一段时间的油路循环，目的是为了保证每次取到 的油都是最新的，确保检测数据的准确；3)本地监控系统与实时数据库的通讯: 本地监控系统与实时数据之间的通讯通过接口机进行通讯。2、数据采集 功能描述数据采集是连接下位机即油气分析仪11与上位机8、 9软件的接口，通过数 据采集接口，将下位机油气分析仪ll数据通过标准协议或双方约定的非标准协 议实时采集到数据接口上，考虑油气数据变化一般不会在短时间内产生突变， 且油气分析仪在数据处理的最短周期一般在一个小时左右，所以采集周期一般 在两小时以上，且是小时的整数倍。主要功能油气分析仪ll通过气体的光声效应，通过检测气体分子吸收电磁辐射(如红 外线)后所产生的压力波来检测气体浓度(该压力波浓度与气体浓度呈一定比 例关系)。与其它光谱技术相比，该法测量的是样品吸收光能的大小，反射、散射光等对测量干扰很小，从而提高了对低体积分数气体的测量准确度。另外， 该方法不消耗载气、色谱柱等易耗品，不需复杂的气路控制回路，灵敏度和稳 定性较高。数据采集接口程序通过采集协议周期性的向油气分析仪发送采集命令，油 气分析仪收到数采命令后，将数据按采集协议打包发送给数据采集接口，数据采集接口再收到后再按采集协议进行解包，转换为对应的数据；数据采集接口 程序内置一个实时数据库，数据库中包含需要更新和处理的所有温度位号点， 所有位号点在内存中独占一个地址，数据采集接口程序通过不停的更新地址来 更新温度数据，确保数据的实时性，数据采集接口程序只负责更新实时数据库 中的数据，不作数据存储和数据运算。3、 数据处理 功能描述数据处理是对数据采集接口程序中采集的数据进行运算、储存和异常监控 等，为数据的应用做有力的后盾。 主要功能1)数据运算进行数据运算，包括数据累加、转换、取模/取余等；2)数 据储存对数据进行历史归档，归档周期可根据用户需要自行设定，存储的空 间理论上是没有限制的(只要硬盘空间足够大)，用于数据的査询与分析；3)异 常数据处理对异常数据进行报警， 一般通过对每个数据设置上、下限，对超 过限值的数据作为异常数据处理，对异常数据系统会做报警提示，报警提示方 法用户可根据需要自行设定,主要包括颜色提示、闪烁提示、弹画面提示和语 音提示等；4、 数据应用 功能描述数据应用主要实时数据库中的数据通过友好的人机界面展现出来，包括实 时数据、历史数据及异常数据。 主要功能1)用户管理系统在进入前需要进行用户确认，通过传统的用户名和密码 确认后才能进入；2)设备采集状态由于油气分析仪在进行数据处理过程需要 一定的周期，同时可能连接两台变压器，所以需要知道当前正在那台变压器检 测，变压器油中气体在线监控系统通过油路切换装置取到当前所取得油道来自 于哪台变压器来获知采集状态，告诉用户当前是哪台变压器的数据；3)实时数 据显示进行实时油气成分数据的界面显示，主要通过直观的界面将温度数据 展示给用户，主要包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢气、 一氧化碳、二氧化 碳、TMG的成分含量值；4)历史数据査询与分析提供历史数据的界面化査询， 可安变压器名称、油气名称、历史时间段等条件进行查询，并提供曲线、棒图 等分析工具进行数据分析；5)异常数据査询与分析对异常数据提供按变压器名称、油气名称、时间段条件进行査询，并可分析历史一段时间内的异常情况， 确保变压器安全、稳定的运行。5、 Web发布 功能描述Web发布采用B/S方式，提供数据的远程访问，用户可以通过IE工具实时査 看各个变压器的油中气体组成成分含量。 主要功能1)数据转换接口数据转换接口为一独立的接口机，隔离本地监控系统和 远程访问系统，并实现本地监控数据到远程访问的实时数据库，之间连接方式 通过OPC实现无缝连接；2)实时数据库实时数据库为Web发布的数据核心，一 般我们选用国外知名的实时数据库，如InSQL;实现数据的实时存储和高位运 算；3)实时数据发布实时数据库发布我们选用实时数据库自带的Web发布工 具，进行实时数据的发布，用户通过IE工具即可査看；4)数据在线监测。
三、变压器l绝缘油色谱检测变压器1绝缘油色谱在线监测分析系统从架构上采用B/S结构，便于各级 操作人员査询和浏览。如油气历史数据，油气报警分析值等信息，直接从设备 上采集，为生产管理者准备第一手的数字资料，为生产决策者提供可参考的决 策支持。对关系数据库的业务管理数据，采用B/S结构，査询浏览方便，客户端不 需另装软件，支持浏览器査看，提高软件的可维护性和可扩充性。1) 以表格等直观形式显示重要设备的运行参数，也可以査询其历史运行记录。2) 显示变压器中油气成分历时数据。3) 显示变压器中油气成分历史趋势。4) 分析变压器中油气成分报警。5) 运用国家法规标准分析变压器运行状态结果。本发明一种电力安全油色谱在线检测分析方法的测试控制仪12通过通讯接 口机3、通信总线4以及INTRANET网与SQL数据库服务器5、实时数据库服 务器6、 WEB应用程序服务器7、油气数据分析上位机8和油气数据历史査询 上位机9连接。本发明一种电力安全油色谱在线检测分析方法包括在线监测层、数据采集 层、数据集中层、数据应用分析层，所述的方法包括以下步骤数据监测步骤指采用测试检测仪12对变压器1进行油气成分浓度进行检 测的过程；数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通讯接口机3 以及通信总线4将监测到的变压器1油气成分信号传输到数据中心对变压器
中油气浓度数据进行收集、整理的过程；数据集中步骤指通过油气数据分析上位机8的中心数据库的实时监控软 件对采集的数据进行加工、处理、分析、存储、发布的过程数据应用分析步骤指通过油气数据历史査询管理上位机9实时数据库中 的可视化软件、数据库分析软件、NET网对系统中的所有数据进行各种处理、 分析、再现。所述的数据应用分析步骤的实时数据库设置有油气检测历史数据查询管理 模块、油气报警参数管理模块、油气报警信息管理模块。本系统从数据的流向分为三层数据采集层、数据集中层、数据应用分析层。 数据采集层实现对变压器中油气浓度数据的收集、整理工作。数据集中层主要 是用来建立一个有效的信息平台，对采集的数据进行加工、处理、分析、存储、 发布。数据应用分析层是利用可视化软件、数据库分析软件、.NET技术等对系 统中的所有数据进行各种处理、分析、再现，建立与变压器运行状态管理相关 的应用系统，为科学的组织、指挥、跟踪、监督生产过程，提供信息平台。变压器l绝缘油色谱在线检测分析方法业务流程油气数据采集保存到中心 数据库，专家系统进行数据汇总分析，为用户提供历史数据(按时间段査询)， 以图表的方式提供各采集组分的随时间变化趋势；专家系统把采集到的数据与 组分警戒设置值比较，分析得出油气数据报警信息，通过对报警信息的分析， 工作人员制定维修方案，系统保存这些信息作为设备的维修档案，以供用户查 询。电力安全油色谱在线检测分析方法业务流程从现场变压器设备采集的油 气浓度变化数据通过通信线路传输数据存储在数据中心，在线监测系统通过网 络从数据中心检索数据，经过分析、计算得到工作人员所需要的数据列表结果， 然后经过趋势分析得到趋势图；对油气浓度数据按照国家相关法规、标准进行 计算分析，得到报警结果，从而分析得到变压器运行状态，变压器的故障结果。1、油气检测历史数据管理功能描述为油气检测历史数据査询管理模块是提供的功能包括1) 、査询一个时间段期间，变压器中各种检测气体的浓度、采集时间。2) 、查询一个时间段期间，变压器中各种检测气体的浓度趋势图(折线图 呈现)。主要功能1)根据时间变化，査询得到所有油气成分的浓度变化数据。2)根据时间 变化，分析得到单项油气成分的浓度随时间变化的趋势图。3)选择不同的油气 成分元素，分析得到几组油气成分的浓度随时间变化的趋势比较图。4)历史数 据报表生成选择时间段、油气成分元素，查询得到油气成分的数据报表，以 标准格式显示，可以预览、打印，可以输出excd文档进行保存。5)检测报告生 成根据标准格式，计算分析得到用户所需的油气检测分析报告，可以预览、 打印，可以输出excel文档进行保存。2、油气报警参数管理功能描述-为油气报警参数管理模块是提供的功能包括1) 、查询油气报警参数的详细信息。2) 、设置报警参数的限值、报警描述、单位等信息。 主要功能1)三比值法参数的设置管理。2)特征气体法参数的设置管理。3)产气速 率法参数的设置管理。4) 一氧化碳与二氧化碳比值法参数的设置管理。5)油 中气体成分上下限值设置管理。6)油气报警信息管理功能描述3、为油气报警信息管理模块是提供的功能包括-1) 、査询一个时间段期间，变压器中各种检测气体的报警信息。2) 、査询一个时间段期间，变压器中各种检测气体的报警分析结果。 主要功能1)根据时间变化，查询得到所有油气成分浓度的预警、报警情况，并以不 同的颜色显示；2)在油气报警的情况下，根据三比值法计算分析变压器的故障， 并提供解决故障的方法；3)在油气报警的情况下，根据特征气体法计算分析变 压器的故障，并提供解决故障的方法；4)在油气报警的情况下，根据一氧化碳 与二氧化碳比值法计算分析变压器的故障，并提供解决故障的方法；5)根据产 气速率法计算分析变压器中气体成分，得到一段时间油气成分浓度变化的趋势， 从而分析变压器的运行状态。
权利要求
1、 一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法，其特 征在于所述的在线检测包括在线监测层变压器(1)、检测仪(2)，数据采集 层接口机(3)、通讯总线(4),数据集中层SQL数据库服务器(5)、实时数据 库服务器(6)，数据应用分析层WEB应用程序服务器(7)、油气数据分析上位 机(8)、油气数据历史査询上位机(9)构成，所述的在线检测方法包括以下步数据监测步骤指通过与变压器(1)油路连接的检测仪(2)对变压器(1) 绝缘油温度、油中特征气体及油色谱进行检测并采用光纤通讯总线将检测到的 数据信号传输到上位机(8)和油气数据历史查询上位机(9)的过程；数据采集步骤指通过具有协议转换、安全隔离和数据缓存的通讯接口机 (3)以及通信总线(4)将监测到的变压器(1)油气成分信号传输到SQL数据 库服务器(5)、实时数据库服务器(6)对变压器(1)中油气浓度数据进行收 集、整理的过程；数据集中步骤指通过SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、 WEB应用程序服务器(7)对采集的数据进行加工、处理、分析、存储、发布 的过程数据应用分析步骤指通过WEB应用程序服务器(7)中的可视化软件、 数据库分析软件、NET网对系统中的所有数据进行各种处理、分析、再现的过 程。
2、 根据权利要求1所述的变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在 线检测方法，其特征在于所述的检测仪(2)包括检测绝缘油温度的温控仪表(10)、检测油中特征气体的油气分析仪(11)和检测油色谱的测试控制仪(12);所述的温控仪表(10)、油气分析仪(11)和测试控制仪(12)的输入端分别与 变压器(1)的出油口和进油口连接，其输出端分别通过通讯接口机(3)、通信 总线(4)以及INTRANET网与SQL数据库服务器(5)、实时数据库服务器(6)、 WEB应用程序服务器(7)、油气数据分析上位机(8)和油气数据历史査询上 位机(9)连接。
全文摘要
本发明涉及一种电解铝企业的供电系统变压器油气检测系统，具体地说是涉及一种变压器绝缘油温度和油中特征气体及油色谱的在线检测方法。本发明分析方法包括在线监测层、数据采集层、数据集中层、数据应用分析层，所述的方法包括以下步骤数据监测步骤；数据采集步骤；数据集中步骤；数据应用分析步骤。本发明有如下有益效果本发明数据采集可以实现对变压器运行现场各种数据的自动收集和协议转换，数据存储对采集的数据进行加工、处理、分析、存储、发布。数据应用分析建立与变压器运行状态管理相关的应用系统，为科学的组织、指挥、决策、监督生产过程，提供信息平台。本发明适用于电力供电系统自动化控制系统。
文档编号G01N30/00GK101122523SQ200710049419
公开日2008年2月13日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者何跃贵, 叶延林, 朱永松, 军 杨, 健 焦, 王利民, 王文杰, 雷向军 申请人:中国铝业股份有限公司