变压器监测方法与流程

1.本发明涉及气体检测，特别涉及变压器监测方法。


背景技术：

2.对电力变压器进行预知性维护是保障国家电网安全运行的关键所在，这就需要对变压器进行实时在线监测。当变压器内部发生局部放电、热性故障等情况时会析出气体，并通过扩散和对流过程溶解在油中，这些油中溶解气体的种类和含量与变压器运行状态及可能存在的潜伏性故障有直接的关系，因此称为“故障特征气体”，通过对它们进行系统的分析就可以掌握变压器内部的运行状态。由于还没有能够直接分析油中微量特征气体的检测手段，因此需要油气分离装置将变压器油中气体脱出。
3.变压器油在线监测系统中的油气分离方法主要有以下几种：利用不可透过油但可透过气体的高分子渗透膜来分离油气的膜分离法；在真空(负压)环境下脱气后压缩回大气压的真空脱气法；在常压环境下脱气的顶空脱气法，又可分为静态顶空脱气和动态顶空脱气，其中静态顶空以国标gb/t 17623-2017给出的机械振荡法为主；动态顶空脱气又称吹扫-捕集法，利用载气不断带出油中气体并于捕集阱中富集。然而，现有技术方法存在一些问题：膜分离法脱气效率低，油气平衡时间长；真空脱气需要真空泵等装置，对气密性要求高结构复杂，成本及故障率高；机械振荡法操作过程繁琐不适用于在线系统；吹扫捕集法不能循环油样，废油不能直接排回变压器，且存在捕集阱失效的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种变压器监测方法。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.变压器监测方法，所述变压器监测方法为，
7.多通阀切换，抽送单元抽取，吹扫气体依次穿过气体管道、第一管道、定量环和第二管道，进入抽送单元内：
8.关闭所述第一管道和第二管道上的阀门，抽送单元推送气体，吹扫气体依次通过第三管道和第四管道；
9.所述抽送单元抽取，在脱气室内，气体从变压器油内逸出，从脱气室的第二出口排出，依次穿过所述第一管道、定量环和第二管道，进入抽送单元内；
10.所述多通阀切换，载气推动所述定量环内的气体进入气体分析仪，从而获得逸出气体的含量。
11.与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
12.1.采取油样充分循环的方式，相比不循环方式，具有更高的气相平衡浓度；同时，由于不需要定量气相体积和油样体积，因此无需气相和油样定量装置，整体结构更简单，降低成本。
13.2.采用预热盘管提前将油样升温，在进入油室时可快速稳定至设定温度，因此可
连续脱气而不需额外的升温控温时间。
14.3.油室中的加热单元呈三角错列排布，使油样流过时发生圆柱绕流，边界层分离引起的漩涡脱落起到搅拌的作用。此外，加热单元更热的表面可作为气泡成核点，形成的气泡在超声作用下快速上升至气液界面并破裂。
15.4.抽送单元起到吹扫管路和循环气体的作用而不需要循环气泵。在脱气时抽送单元不断上下推拉，在上拉过程中气室扩容产生负压，使气体快速脱出，最终与底部富气油样快速达到动态平衡。
16.5.气体检测结果准确。
附图说明
17.参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
18.图1是根据本发明实施例变压器监测方法的流程示意图。
具体实施方式
19.图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
20.实施例1：
21.本发明实施例的变压器监测方法，如图所示，所述变压器监测方法为：
22.多通阀切换，抽送单元抽取，吹扫气体依次穿过气体管道、第一管道、定量环和第二管道，进入抽送单元内：
23.关闭所述第一管道和第二管道上的阀门，抽送单元推送气体，吹扫气体依次通过第三管道和第四管道；
24.所述抽送单元抽取，在脱气室内，气体从变压器油内逸出，从脱气室的第二出口排出，依次穿过所述第一管道、定量环和第二管道，进入抽送单元内；
25.所述多通阀切换，载气推动所述定量环内的气体进入气体分析仪，从而获得逸出气体的含量。
26.为了平均化逸出气体的含量，进一步地，所述抽送单元抽取，脱气室内逸出的气体进入抽送单元内；所述抽送单元推送抽取的气体，气体进入所述第二管道和定量环；同时，脱气室内逸出的气体正向通过第三管道进入抽送单元内；所述抽送单元推送抽取的气体反向地进入第三管道。
27.为了实现压力平衡，进一步地，在脱气室内逸出气体时，检测第一管道或第三管道内的压力；
28.若压力小于大气压，则利用所述气体管道向脱气室内注入气体，使得第一管道或第三管道压力达到大气压；
29.若压力大于大气压，则利用第四管道连通外界，使得第一管道或第三管道压力达到大气压。
30.为了实现连续检测，进一步地，变压器油在脱气室和变压器内循环流动，从第一进口进入所述脱气室，从第一出口排出，所述脱气室内液面保持稳定。
31.为了提高气体检测准确度，进一步地，变压器油中气体的含量c的计算方式为：
32.k是系数，λ是平衡程度，g是与第二出口连通的管道和定量环的体积，l是脱气室内变压器油的体积，q是进入脱气是内的变压器油的流量，t是抽送单元抽取和推送逸出气体一次所需要的时间，c0是气体分析仪的输出气体含量，λ的获得方式为：
33.将已知浓度c的标准变压器油，在参数g、l、q和t确定的情况下进行脱气平衡，根据气体分析仪输出的气体含量c0，获得平衡程度λ。
34.为了提高气体逸出速度，进一步地，利用加热和/或超声振动的方式促使变压器油中气体逸出；多个加热器竖直地设置在所述脱气室内底部，且呈三角错列排布；变压器油在进入脱气室前预热。
35.实施例2：
36.根据本发明实施例1的变压器监测方法的应用例。
37.在本应用例中，如图1所示，变压器监测方法为：
38.在第一泵和第二泵作用下，变压器内的油依次流过加热器、第一泵、脱气室、第二泵，回流到变压器内；脱气室包括容器、加热棒和超声振子，圆柱形加热棒竖直地设置在容器底部，呈三角错列排布；超声振子设置在所述容器外下侧；液位传感器设置在容器内，通过调整第一泵和第二泵，使得容器内液位稳定；
39.多通阀切换，抽送单元抽取，吹扫气体依次穿过气体管道、第一管道、定量环和第二管道，进入抽送单元内，实现了定量环的清洁：抽送单元包括气缸、活塞和驱动模块，驱动模块驱动活塞在气缸内双向移动；
40.关闭所述第一管道和第二管道上的阀门，抽送单元推送气体，吹扫气体依次通过第三管道和第四管道，从第四管道排出到外界；
41.所述抽送单元抽取，在脱气室内，加热棒加热以及超声振子工作，气体从变压器油内逸出，从脱气室的第二出口排出，依次穿过所述第一管道、定量环和第二管道，以及通过第三管道，两条流路进入抽送单元内；
42.抽送单元反复多次抽送；
43.压力传感器检测第一管道内压力，若压力低于大气压，则打开气体管道通入吹扫氮气，达到大气压后关闭；若压力高于大气压，则利用第四管道排出部分气体，达到大气压后关闭，从而达到压力平衡；
44.压力平衡后切换多通阀，载气推动所述定量环内的气体进入色谱柱分离，最后送检测器检测，从而获得逸出气体的含量c0；
45.变压器油中气体的含量c的计算方式为：
46.k是系数，λ是平衡程度，g是与第二出口连通的管道和定量环的体积，l是脱气室内变压器油的体积，q是进入脱气是内的变压器油的流量，t是抽送单元抽取和推送逸出气体一次所需要的时间，λ的获得方式为：
47.将已知浓度c的标准变压器油，在参数g、l、q和t确定的情况下进行脱气平衡，根据气体分析仪输出的气体含量c0，获得平衡程度λ。