CN108254683B - 变压器瓦斯继电器故障检测装置 - Google Patents
变压器瓦斯继电器故障检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种变压器瓦斯继电器故障检测装置，涉及变压器故障检测设备领域，本发明利用漂浮在油面上的浮球带动活塞上下移动，从而活塞将瓦斯继电器和缸体连通的通孔打开和关闭，以实现缸体对变压器出现故障时产生的气体自动进行收集，以及缸体内的气体分析仪对气体进行自动取样分析，并通过处理器分析判断变压器的故障类型以提供给维修员终端。本发明解决了传统的变压器瓦斯继电器气体检测设备不能自动收集气体和进行气体取样分析的问题，主要提供一种能够自动收集气体和进行气体取样分析的变压器瓦斯继电器故障检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及变压器故障检测设备领域，特别涉及一种变压器瓦斯继电器故障检测装置。
背景技术
变压器是供配电系统中的核心设备，目前在我国电力系统中大量普及使用油浸式变压器，而瓦斯保护就是确保油浸式变压器安全稳定运行的有效技术措施之一。这些设备一旦出现故障，将对生产产生停电面大、周期长的严重影响，及时了解油浸变压器内部运行情况并发现故障苗头，对保证变压器安全、可靠、优质运行有十分重要的意义。对于油浸式变压器，线圈和铁蕊全部浸没在变压器油中，无法通过肉眼及直接测量来判断变压器的故障隐患，必须采用一定的技术方法来了解变压器的运行状况。
瓦斯继电器(又称气体继电器)是变压器所用的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，当变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其它绝缘材料分解，从而产生大量的可燃性气体，人们将这种可燃性气体统称为瓦斯气体。其中，轻瓦斯主要反映在运行或者轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器，气压使油面下降，继电器的开口杯随油面落下，轻瓦斯干簧触点接通发出信号告警。
油和固体绝缘材料在电或热的作用下分解产生的各种气体中，通过检测气体的组分及其含量，根据这些气体的组分类型及其含量，利用现有的分析处理设备就可以准确地分析、判断变压器是否存在故障、故障的性质以及故障的大致部位。例如，正常运行的老化过程产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油纸绝缘存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。在故障温度高于正常运行温度不多时，产生的气体主要是甲烷。随着故障温度的升高，乙烯和乙烷逐渐成为主要特征。在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度(3000℃以上)的作用下，油裂解产生和气体中含有较多的乙炔。如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。
传统的气体取样方式是在瓦斯继电器上安装取样设备，取样设备包括贯通通道的本体，所述贯通通道设置有适于与瓦斯继电器的内部连通的入口和适于与气体取样容器连通的出口，还包括与所述本体连接并拦截所述通道的阀门，所述阀能够进行操作以打开和关闭所述通道。为了对瓦斯继电器中积聚的气体进行取样，工作人员必须到达安装有变压器的位置，将取样容器连接至取样设备，并打开阀门对气体进行收集。
采用传统的气体取样方式存在的问题在于：
1、在实际使用时，由于瓦斯继电器一般处于较高位置，工作人员只有登高通过近距离对气体进行取样，又因为气体一般为有毒气体，工作人员稍有不慎就会中毒，这对工作人员的人身安全在着极大的安全隐患，再加上工作人员采集到气体后再进行气体分析检测，也增加了检测时间，降低检测效率，维修人员不能第一时间获得变压器出现故障的信息，延缓了对变压器故障排除的时间。
2、传统的气体取样设备结构非常复杂，安装成本高。
发明内容
本发明意在提供一种能够自动收集气体和进行气体取样分析的变压器瓦斯继电器故障检测装置，并且阀门不需要额外的驱动机构打开，安装结构简单。
为解决上述技术问题，本发明提供的基础方案如下：
变压器瓦斯继电器故障检测装置，包括安装在瓦斯继电器上的缸体，所述缸体一端伸入瓦斯继电器内；
所述缸体位于瓦斯继电器外的一端设有阀门；
所述缸体内设有用于检测气体信息的气体分析仪和位于气体分析仪下方的活塞，活塞面向瓦斯继电器的一侧连接有伸入瓦斯继电器内的连接柱，所述连接柱的另一端连接有漂浮在油面上的浮球；
所述缸体伸入瓦斯继电器内的侧壁上开设有可被活塞打开和关闭的通孔；
还包括与气体分析仪信号连接的处理器，以及与处理器信号连接的数据收发模块和与数据收发模块通信连接的维修员终端；
所述处理器，用于接收气体分析仪检测到的气体信息，并根据气体信息分析判断故障类型，获得结果信息；
所述数据收发模块，用于将结果信息发送给维修员终端。
基础方案的工作原理：当变压器正常运行时，浮球漂浮在油面上，在浮力的作用下活塞位于缸体内的中间位置，并且此时活塞刚好将缸体上的通孔堵住。
当变压器发生故障时，变压器油和其它绝缘材料分解后产生气体，由于瓦斯继电器的变压器油被消耗掉一部分，并且瓦斯继电器内的气压增大，所以油面下降，漂浮在油面上的浮球会沿着油面的下降而下降，从而浮球会带动连接柱和活塞向下移动，活塞向下移动的过程中与通孔错开，通孔露出，瓦斯继电器内的气体通过通孔进入缸体内活塞的上部空间内，由于缸体内位于活塞的上方设有气体分析仪，气体分析仪会对进入到缸体内的气体进行检测，再将检测到的气体信息传递给处理器。
处理器接收气体分析仪检测到的气体信息后，根据气体信息分析判断故障类型，获得结果信息，该结果信息再通过数据收发模块发送给维修员终端，维修员再通过查看该结果信息明确此时变压器是否存在故障和故障类型，再采取相应的维修措施，从而实现了对变压器的远程监控，改变了传统的工作人员必须近距离进行气体取样再判断故障类型的方式。
基础方案的有益效果为：1、与传统的通过安装取样设备而进行人工打开阀门取样的方式相比，本发明仅利用瓦斯继电器内油面自身的升高和降低来带动通孔打开而自动收集气体，省去了额外的驱动机构，安装结构简单。
2、相对于现有技术中瓦斯继电器发生故障需要人工到现场进行取样分析的方式而言，本方案在变压器边发生故障时就边实现了对气体进行第一时间的取样分析，并通过处理器分析判断变压器的故障类型以提供给维修员终端，从而维修人员可以第一时间获得变压器出现故障的信息，并预先做好维修准备和措施，既能避免变压器出现故障过久后气体发生变化而采样分析的结果不准确的情况，又能避免对工作人员的人身安全造成伤害，还不需浪费时间人工取样和分析，实现了对变压器的远程监控，提高检测效率，减少了对变压器故障排除的时间。
进一步，所述阀门为常闭电磁阀，所述处理器与常闭电磁阀信号连接，所述处理器还包括计时模块；
所述处理器，还用于当接收到气体分析仪的气体信息后，同时控制常闭电磁阀打开和计时模块开始计时，当所述计时模块计时到预设时间后，处理器控制常闭电磁阀关闭。
当处理器接收到气体分析仪的气体信息后，代表气体分析仪已经将气体分析完毕，此时处理器同时控制常闭电磁阀打开和计时模块开始计时，从而缸体内的气体通过打开的常闭电磁阀排出，进而实现了自动放气，不需要人工去打开阀门放气，节省劳动力；而计时模块的设置则是为了控制常闭电磁阀打开的时间，也就是放气一段时间后，处理器能够控制常闭电磁阀关闭，为下一次缸体内位于活塞的上部分空间收集气体并对气体进行取样分析做准备。
进一步，所述阀门为手动阀门。
手动阀门相比于常闭电磁阀而言，能够方便工作人员操作，避免故障检测装置的电路出现故障时无法自动打开常闭电磁阀的情况。
进一步，所述气体信息包括气体成分信息和气体浓度信息。
现有的气体分析仪主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器，所以气体分析仪能够检测出气体的成分和气体的浓度，从而处理器能够根据气体浓度信息结合气体成分信息将此时变压器存在的故障分析得更加准确。
进一步，所述处理器还信号连接有显示模块，所述处理器还用于将结果信息发送给显示模块，所述显示模块用于接收结果信息并显示。
显示模块可以为液晶显示屏等显示设备构造，该液晶显示屏等显示设备构造可以安装在变压器控制室内，以向工作人员直观地展示了变压器存在的故障类型和故障的大致部位，方便工作人员查看。
进一步，所述处理器还信号连接有报警模块，所述处理器还用于将结果信息发送给报警模块，所述报警模块用于接收结果信息并进行报警。
报警模块的设置使为了提醒工作人员变压器存在着故障，以便及时地通知维修人员采取相应地措施。
附图说明
图1为本发明变压器瓦斯继电器故障检测装置实施例的结构示意图；
图2为本发明变压器瓦斯继电器故障检测装置实施例的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：瓦斯继电器1、缸体2、常闭电磁阀3、气体分析仪4、活塞5、连接柱6、浮球7、通孔8。
如图1所示，本发明变压器瓦斯继电器1故障检测装置，包括安装在瓦斯继电器1上的缸体2，缸体2一端伸入瓦斯继电器1内；缸体2位于瓦斯继电器1外的一端设有阀门，本实施例中的阀门为常闭电磁阀3，当然也可以采用手动阀门；缸体2内设有用于检测气体信息的气体分析仪4和位于气体分析仪4下方的活塞5，活塞5面向瓦斯继电器1的一侧连接有伸入瓦斯继电器1内的连接柱6，连接柱6的另一端连接有漂浮在油面上的浮球7；缸体2伸入瓦斯继电器1内的侧壁上开设有通孔8，通孔8可被活塞5打开和关闭；
如图2所示，还包括与气体分析仪4信号连接的处理器，以及与处理器信号连接的数据收发模块和与数据收发模块通信连接的维修员终端，本实施例中的维修终端为移动终端(手机)，数据收发模块为无线通信模块；处理器用于接收气体分析仪4检测到的气体信息，并根据气体信息分析判断故障类型，获得结果信息；数据收发模块用于将结果信息发送给维修员终端，维修管终端用于接收结果信息并根据结果信息采取相关地措施，例如对变压器存在的故障进行检测维修。
本实施例中的处理器还信号连接有显示模块和报警模块，处理器还用于将结果信息发送给显示模块和报警模块，显示模块用于接收结果信息并显示，报警模块用于接收结果信息并进行报警；具体地，显示模块可以为液晶显示屏等显示设备构造，报警模块可以为声音播放电路制成，两者都可以安装在变压器控制室中。
基于本实施中的阀门为常闭电磁阀3的情况下，处理器还包括计时模块，处理器与常闭电磁阀3信号连接，处理器还用于当接收到气体分析仪4的气体信息后，同时控制常闭电磁阀3打开和计时模块开始计时，当所述计时模块计时到预设时间后，处理器控制常闭电磁阀3关闭，预设时间可以根据排气的速度提前设置，例如，设置预设时间为5min或10min。
本实施例中的变压器瓦斯继电器1故障检测装置具体实现过程为：
当变压器正常运行时，浮球7漂浮在油面上，在浮力的作用下活塞5位于缸体2内的中间位置，并且此时活塞5刚好将缸体2上的通孔8堵住。
当变压器发生故障时，变压器油和其它绝缘材料分解后产生气体，由于瓦斯继电器1的变压器油被消耗掉一部分，并且瓦斯继电器1内的气压增大，所以油面下降，漂浮在油面上的浮球7会沿着油面的下降而下降，从而浮球7会带动连接柱6和活塞5向下移动，活塞5向下移动的过程中与通孔8错开，通孔8露出，瓦斯继电器1内的气体通过通孔8进入缸体2内活塞5的上部空间内，实现对气体的自动收集，由于缸体2内位于活塞5的上方设有气体分析仪4，现有的气体分析仪4主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器，所以气体分析仪4能够检测进入到缸体2内的气体的成分和气体的浓度，再将检测到的气体成分信息和气体浓度信息传递给处理器，从而处理器能够根据气体浓度信息结合气体成分信息将此时变压器存在的故障分析得更加准确。
处理器接收气体分析仪4检测到的气体成分信息和气体浓度信息后，根据气体成分信息和气体浓度信息分析判断故障类型，获得结果信息，结果信息中包含的信息包括判断该变压器是否存在故障、故障的性质以及故障的大致部位等信息；该结果信息再通过数据收发模块发送给维修员终端，维修员再通过查看手机中的结果信息明确此时变压器是否存在故障、故障类型和故障的大致位置，再采取相应的维修措施，例如，提前做好维修准备，预测维修的时间等，从而实现了对变压器的远程监控，改变了传统的工作人员必须近距离进行气体取样再判断故障类型的方式。
当处理器接收到气体分析仪4的气体信息后，代表气体分析仪4已经将气体分析完毕，此时处理器同时将气体取样分析完毕的信息向常闭电磁阀3和计时器输出，以控制常闭电磁阀3打开和计时模块开始计时，从而缸体2内的气体通过打开的常闭电磁阀3排出，进而实现了自动放气，不需要人工去打开阀门放气，节省劳动力；而计时模块的设置则是为了控制常闭电磁阀3打开的时间，也就是放气一段时间后，处理器能够控制常闭电磁阀3关闭，计时模块则是计时完预设时间后自动关闭，从而常闭电磁阀3又处于关闭状态，为下一次缸体2内位于活塞5的上部分空间收集气体并对气体进行取样分析做准备。
液晶显示屏等显示设备构造安装在变压器控制室内，则是为了向工作人员直观地展示了变压器存在的故障类型和故障的大致部位，方便工作人员随时查看；报警模块是为了提醒工作人员变压器存在着故障，及时地通知维修人员采取相应地措施。
当维修人员将变压器存在的故障维修完毕后，向变压器内添加变压器油，油面上移会带动浮球7上移，浮球7会推动连接柱6和活塞5上移，直到浮球7恢复到原位停止加油，原位即活塞5将通孔8堵住的位置。
综上所述，本发明利用漂浮在油面上的浮球7带动活塞5上下移动，从而活塞5将瓦斯继电器1和缸体2连通的通孔8打开和关闭，以实现缸体2对变压器出现故障时产生的气体自动进行收集，以及缸体2内的气体分析仪4对气体进行自动取样分析，在变压器边发生故障时就边实现了对气体进行第一时间的取样分析，并通过处理器分析判断变压器的故障类型以提供给维修员终端，从而维修人员可以第一时间获得变压器出现故障的信息，并预先做好维修准备和措施，既能避免变压器出现故障过久后气体发生变化而采样分析的结果不准确的情况，又能避免对工作人员的人身安全造成伤害，还不需浪费时间人工取样和分析，实现了对变压器的远程监控，提高检测效率，减少了对变压器故障排除的时间；且仅利用瓦斯继电器1内油面自身的升高和降低来带动通孔8打开而自动收集气体，省去了额外的驱动机构，安装结构简单。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.变压器瓦斯继电器故障检测装置，其特征在于：包括安装在瓦斯继电器上的缸体，所述缸体一端伸入瓦斯继电器内；
所述缸体位于瓦斯继电器外的一端设有阀门；
所述缸体内设有用于检测气体信息的气体分析仪和位于气体分析仪下方的活塞，活塞面向瓦斯继电器的一侧连接有伸入瓦斯继电器内的连接柱，所述连接柱的另一端连接有漂浮在油面上的浮球；
所述缸体伸入瓦斯继电器内的侧壁上开设有可被活塞打开和关闭的通孔；
还包括与气体分析仪信号连接的处理器，以及与处理器信号连接的数据收发模块和与数据收发模块通信连接的维修员终端；
所述处理器，用于接收气体分析仪检测到的气体信息，并根据气体信息分析判断故障类型，获得结果信息；
所述阀门为常闭电磁阀，所述处理器与常闭电磁阀信号连接，所述处理器还包括计时模块；
所述处理器，还用于当接收到气体分析仪的气体信息后，同时控制常闭电磁阀打开和计时模块开始计时，当所述计时模块计时到预设时间后，处理器控制常闭电磁阀关闭；
所述数据收发模块，用于将结果信息发送给维修员终端。
2.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器故障检测装置，其特征在于：所述气体信息包括气体成分信息和气体浓度信息。
3.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器故障检测装置，其特征在于：所述处理器还信号连接有显示模块，所述处理器还用于将结果信息发送给显示模块，所述显示模块用于接收结果信息并显示。
4.根据权利要求1所述的变压器瓦斯继电器故障检测装置，其特征在于：所述处理器还信号连接有报警模块，所述处理器还用于将结果信息发送给报警模块，所述报警模块用于接收结果信息并进行报警。
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