一种油状态监测传感器的多参量校准装置和方法与流程

本发明涉及在线监测传感器校准，并且更具体地，涉及一种油状态监测传感器的多参量校准装置和方法。

背景技术：

1、随着我国特高压建设的快速发展，特高压变电站已占据越来越重要的位置，站内的主变压器和电抗器等大型充油设备是核心装置，尤其是作为输电线路“必经通道”的升高座和套管，不仅是高场强集中出现的区域，还承受着高电压、大电流和复杂多变自然环境的作用。目前，在国产化特高压设备制作工艺体系仍未健全的情况下，对于设备的部分零部件都是人为加工而成，没有使用自动化机床完成，所以国产化特高压设备制作工艺参差不齐，易出现因制作工艺缺陷导致特高压设备出现故障，尤其在升高座和套管领域故障率较高。根据相关统计表明，换流变压器升高座和套管因制作工艺缺陷而引发的故障，导致局部放电的出现，从而分解变压器油，产生氢气、甲烷等气体，这是升高座和套管发生故障的前期表现形式。然而，对于变压器油的监测大多数是利用在线油色谱装置进行分析，这只是针对大型充油设备才能有效应用，而升高座区域这明显高于变压器本体的地方属于“死”油区，即使该区域发生了发电，变压器油色谱在线监测装置也无法检测到氢气，同时套管属于少油设备，油色谱在线监测装置无法对其开展监测工作。针对此情况，油状态传感器被研发出来，可应用于换流变升高座区域和套管，主要监测油温、油压、油中氢气和微水参量，通过联合判断各个参量的变化趋势，最后综合得出结论。

2、但是，目前尚无一种有限的手段对油状态在线监测装置的性能进行检验，导致安装在现场的油状态传感器测量的数据具有较低的可靠性，不仅加大了运维工作量和难度，也浪费了资源。

技术实现思路

1、为了解决安装在现场的油状态传感器测量的数据具有较低的可靠性的问题，本发明提供一种油状态监测传感器的多参量校准装置和方法。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种油状态监测传感器的多参量校准装置，包括：本体12、连接组件、参量模拟组件、参量采集组件、比对模块以及校准模块；其中

3、本体12用于盛放变压器油；

4、连接组件设置于本体12上，用于与待校准的油状态监测传感器连接；

5、参量模拟组件设置于本体12上，用于根据校准需求在本体12内部模拟生成各项变压器油参量；

6、参量采集组件设置于本体12上，用于采集本体12内部的变压器油参量，并将采集到的变压器油参量发送至对比模块；

7、对比模块用于将参量采集组件采集到的变压器油参量作为参量标准值，与油状态监测传感器采集到的对应参量进行比对，并将比对的结果发送至校准模块；

8、校准模块用于根据比对的结果，对油状态监测传感器进行相应的校准。

9、可选地，所述变压器油参量包括变压器油的油温；所述参量模拟组件包括加热电阻10，设置于本体12的内部；所述参量采集组件包括温度计11，设置于本体12的外壁上。

10、可选地，所述变压器油参量包括变压器油的油压；所述参量模拟组件包括注入口2，设置于本体12的上端，用于与压力泵连接；所述参量采集组件包括压力表7，设置于本体12的外壁上。

11、可选地，所述变压器油参量包括变压器油中的氢气含量；所述参量模拟组件包括高压线夹3、球球电极4、低压线夹9、高压电极棒14以及低压电极棒15；其中

12、高压电极棒14从本体12的顶部穿入本体12的内部，高压电极棒14的一端从本体12的顶部露出并与高压线夹3连接，高压电极棒14的另一端在本体12的内部并与球球电极4的一极连接；

13、低压电极棒15从本体12的底部穿入本体12的内部，低压电极棒15的一端从本体12的底部露出并与低压线夹9连接，低压电极棒15的另一端在本体12的内部并与球球电极4的另一极连接；

14、高压线夹3用于与高压线连接，低压线夹9用于与低压线连接；

15、并且，所述参量采集组件包括离线油色谱，用于确定本体12内部变压器油中的氢气含量。

16、可选地，所述连接组件包括上端油传感器安装口5和下端油传感器安装口6，待校准的油状态监测传感器包括第一油状态监测传感器和第二油状态监测传感器；其中，

17、上端油传感器安装口5设置于本体12上半部分的侧壁上，用于与第一油状态监测传感器连接，使得第一油状态监测传感器的传感部件完全浸泡在本体12内部的变压器油中；

18、下端油传感器安装口6设置于本体12下半部分的侧壁上，用于与第二油状态监测传感器连接，使得第二油状态监测传感器的传感部件完全浸泡在本体12内部的变压器油中。

19、可选地，所述变压器油参量包括变压器油中的微水含量；所述参量模拟组件包括注入口2，设置于本体12的上端，用于与水泵连接；所述参量采集组件包括微水测量仪，用于确定本体12内部变压器油中的微水含量。

20、可选地，油状态监测传感器的多参量校准装置还包括：设置于本体12顶部的上端放油口1和设置于本体12低部的下端注油口8，通过滤油机连接上端放油口1和下端注油口8对本体12内部的变压器油进行过滤。

21、可选地，油状态监测传感器的多参量校准装置还包括加强筋13，设置于本体12的侧面和底面，用于加固本体12。

22、根据本发明的又一个方面，提供了一种油状态监测传感器的多参量校准方法，应用于多参量校准装置，包括：

23、将多参量校准装置的本体12盛满变压器油；

24、通过设置于本体12上的连接组件与待校准的油状态监测传感器连接；

25、通过设置于本体12上的参量模拟组件根据校准需求在本体12内部模拟生成各项变压器油参量；

26、通过设置于本体12上的参量采集组件采集本体12内部的变压器油参量，并将采集到的变压器油参量发送至对比模块；

27、将参量采集组件采集到的变压器油参量作为参量标准值，通过对比模块将参量标准值与油状态监测传感器采集到的对应参量进行比对，并将比对的结果发送至校准模块；

28、通过校准模块根据比对的结果，对油状态监测传感器进行相应的校准。

29、可选地，所述变压器油参量包括变压器油的油温，所述参量模拟组件包括设置于本体12上端的注入口2，所述参量采集组件包括设置于本体12外壁上的温度计11；

30、所述的油状态监测传感器的多参量校准方法还包括：

31、通过设置于本体12内部的加热电阻10，对本体12内部的变压器油进行加热，当达到预定温度时，则停止加热；

32、通过设置于本体12外壁上的温度计11采集本体12内部的变压器油的油温，并将采集到的油温发送至对比模块；

33、将温度计11采集到的油温作为油温标准值，通过对比模块将油温标准值与油状态监测传感器采集到的油温进行比对，并将比对的结果发送至校准模块；

34、通过校准模块根据比对的结果，对油状态监测传感器采集的油温进行校准。

35、可选地，所述变压器油参量包括变压器油的油压，所述参量模拟组件包括设置于本体12上端的注入口2，所述参量采集组件包括设置于本体12外壁上的压力表7；

36、所述的油状态监测传感器的多参量校准方法还包括：

37、通过压力泵在注入口2处加压，通过压力表7采集变压器油的油压，当压力表7的读数达到预定值则停止加压力，并将压力表7采集的油压发送至对比模块；

38、将压力表7采集到的油压作为油压标准值，通过对比模块将油压标准值与油状态监测传感器采集到的油压进行比对，并将比对的结果发送至校准模块；

39、通过校准模块根据比对的结果，对油状态监测传感器采集的油压进行校准。

40、可选地，所述变压器油参量包括变压器油中的氢气含量，所述参量模拟组件包括高压线夹3、球球电极4、低压线夹9、高压电极棒14以及低压电极棒15；其中高压电极棒14从本体12的顶部穿入本体12的内部，高压电极棒14的一端从本体12的顶部露出并与高压线夹3连接，高压电极棒14的另一端在本体12的内部并与球球电极4的一极连接；低压电极棒15从本体12的底部穿入本体12的内部，低压电极棒15的一端从本体12的底部露出并与低压线夹9连接，低压电极棒15的另一端在本体12的内部并与球球电极4的另一极连接；高压线夹3用于与高压线连接，低压线夹9用于与低压线连接；并且，所述参量采集组件包括离线油色谱，用于确定本体12内部变压器油中的氢气含量；

41、所述的油状态监测传感器的多参量校准方法还包括：

42、将高压线连接至高压线夹3，将低压线连接至低压线夹9；

43、通过高压线和低压线给球球电极4加压至预设压力值；

44、通过离线油色谱确定本体12内部变压器油中的氢气含量；

45、将离线油色谱确定的氢气含量作为氢气含量标准值，通过对比模块将氢气含量标准值与油状态监测传感器采集到的氢气含量进行比对，并将比对的结果发送至校准模块；

46、通过校准模块根据比对的结果，对油状态监测传感器采集的氢气含量进行校准。

47、可选地，所述变压器油参量包括变压器油中的微水含量，所述参量模拟组件包括本体12上端的注入口2，所述参量采集组件包括微水测量仪；

48、所述的油状态监测传感器的多参量校准方法还包括：

49、通过水泵在注入口2处加水，向本体12内部注入预设体积的水分；

50、通过微水测量仪采集本体12内部变压器油中的微水含量；

51、将微水测量仪采集到的微水含量作为微水含量标准值，通过对比模块将微水含量标准值与油状态监测传感器采集到的微水含量进行比对，并将比对的结果发送至校准模块；

52、通过校准模块根据比对的结果，对油状态监测传感器采集的微水含量进行校准。

53、与现有技术相比，本发明所提出的油状态监测传感器的多参量校准装置，可以在本体12内盛放变压器油，通过连接组件可以与待校准的油状态监测传感器连接，通过参量模拟组件，根据校准需求在本体12内部模拟生成各项变压器油参量，例如但不限于包括变压器油温度、压力、氢气含量和微水含量等参量。模拟完成各项变压器油参量后，可以通过参量采集组件对本体12内部的变压器油参量进行采集，并发送至对比模块。此时，油状态监测传感器也可以采集到本体12内部的变压器油参量，并发送至对比模块。对比模块接收到两种变压器油参量后，可以把参量采集组件采集到的变压器油参量作为参量标准值，将参量标准值与油状态监测传感器采集到的对应参量进行比对，并将比对的结果发送至校准模块。校准模块根据比对的结果，可以对油状态监测传感器进行相应的校准。从而，本发明通过参量模拟组件，可以根据需求模拟多种不同工况的场景，通过参量采集组件可以采集不同场景下的变压器油参量，作为油状态监测传感器采集的各项参量的对比基准，通过对比模块进行变压器油参量的比对操作，通过校准模块对油状态监测传感器采集的各项参量进行校准。当需要对单一参量进行校准时，可以通过参量模拟组件模拟单一场景下的参量，当需要对多个参量同时校准时，可以通过参量模拟组件模拟多种场景下的参量，从而本发明设计的多参量校准装置，不仅能对单一参量进行校准，还能对多个参量同时作用下进行校准。本发明提出的油状态监测传感器的多参量校准方法，充分考虑了传感器所处的实际环境，将传感器测量数和标准源进行对比，不仅能获取传感器自身检测灵敏度，还可以对传感器数据质量进行分析。实现了对油状态在线监测装置的性能检验，保障了安装在现场的油状态传感器测量的数据的高可靠性，有效降低了运维工作量和难度，节省了资源。