CN108280246A - 一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统 - Google Patents

一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统 Download PDF

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岳永刚
段长军
田晓云
范永强
张彦斌
李继承
刘洋
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Abstract

本公开涉及一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统，包括软件主界面、程序选项区、运行控制区、FDS曲线可视化面板、曲线调整区、记录文件导入区、曲线坐标数据显示框、设备X参数显示栏、Y参数显示栏、设备真空电容参数显示栏、油电导率参数显示栏、环境温度输入栏、水分含量估算显示栏以及计算控制按键。基于大量实验和现场测试数据，本公开以XY模型为方法建立起现场测量数据与实验室数据之间的联系，编写了数据库型绝缘状态评估软件，用于初步估算现场设备的水分含量。本公开将大量实验室数据整合到程序中形成数据库，利用数据库中的大量曲线与实测值进行比对和拟合，能够自动计算出油纸绝缘设备的含水量。

Description

一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统
技术领域
本发明属于油纸绝缘设备的绝缘状态评估领域，具体涉及一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统。
背景技术
油纸绝缘结构电力设备在电力系统中有着重要的作用，例如：油浸电力变压器、电抗器、电容器等，在油纸绝缘结构电力设备的长期运行中，由于受到电、热、机械、环境等因素的影响，绝缘性能容易逐渐劣化，导致电力设备发生故障，造成供电中断，损失重大。油纸绝缘老化是不可逆的，一旦绝缘结构发生破坏，很难自恢复，所以电力设备的绝缘结构性能的好坏决定了电气设备的整体性能。利用优良的测试技术可以对油纸绝缘老化的特征参数进行准确测试，评估油纸绝缘的老化程度，进而可以对电力设备进行全面的状态评估，对电力设备的运行维护有着重要的经济意义。油纸绝缘性能参数的测试系统主要是对油纸绝缘的一些劣化特征量进行测量。油纸绝缘的劣化特征量有直接和间接之分：直接特征量是指电力设备运行中绝缘所必须具有的性能，如介电强度、机械强度等；间接特征量是指和直接特征量有某种关系，但无直接确定关系，如绝缘电阻、介质损耗因数等。直接特征量的测量通常需要采用破坏性试验进行测试，而间接特征量的测量通常采用非破坏性试验进行测试。
近年来，国内外发明了很多新型油纸绝缘性能参数的测试方法，其中以介电响应原理为基础的变压器绝缘测试方法，包括极化-去极化电流法(Polarization andDepolarization Current，PDC)、回复电压法(Recovery Voltage Method，RVM)、基于频域介电响应的频域介电谱法(FDS)等，由于具备试验无损性、现场抗干扰能力强、操作简单以及携带信息丰富的优点，受到了广泛的关注。化学测试方法虽然能直接获得油纸绝缘的一些绝缘性能参数，但通常要对材料进行取样，但有时会遇到取样困难、操作复杂等问题，并且取样过程对材料具有一定程度的破坏性。目前，电气类的测试方法由于其测量的无损性，所以受到人们的重视和使用。
受限于成本以及试验条件，具有无损测量性质的频域介电响应技术在测量时主要针对以油纸绝缘结构为对象的油浸纸板试品，而将此方法引入现场设备的绝缘状态评估及测量工作尚无有效开展。为了建立实验室数据与现场设备之间的联系，国内外学者建立了多种仿真模型，其中以XY模型为代表的计算模型基于多种电介质混合材料的理论算法简化模型，由于具有与实测数据较高的拟合性而被广泛接受，但从试验数据到设备尚未有有效的方法进行准确评估。
发明内容
本发明提出一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统，能够建立起现场测量数据与实验室数据之间的联系，利用数据库中的大量曲线与实测值进行比对和拟合，能够自动计算出油纸绝缘设备的含水量。
一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统，包括：
文件导入单元，用于提供可供系统计算的现场频域介电谱数据；
显示单元，用于表征数据输入和计算结果显示；
控制单元，用于完成对所述系统的控制；
所述文件导入单元包括记录文件导入区6和环境温度输入区12，所述文件导入区6用于将频域介电谱数据导入至所述系统中；
所述显示单元包括FDS曲线可视化面板4、曲线坐标数据显示框7、设备X参数显示栏8、设备Y参数显示栏9、设备真空电容参数显示栏10、设备油电导率参数显示栏11以及水分估算结果显示栏13；
所述控制单元包括程序选项区2、运行控制区3、曲线调整区5以及计算控制按键(14)；
所述设备X参数显示栏8、设备Y参数显示栏9、设备真空电容参数显示栏10、设备油电导率参数显示栏11、环境温度输入栏12和水分含量估算显示栏13在所述系统进行自动估算后自动改变为相关数据，同时，所述FDS曲线可视化面板4中红色的拟合曲线将与白色的实测曲线趋于一致；
所述设备X参数显示栏8、设备Y参数显示栏9、设备真空电容参数显示栏10、设备油电导率参数显示栏11、环境温度输入栏12和水分含量估算显示栏13可进行手动微调；
所述记录文件导入区6所导入文件格式为txt格式；
所述FDS曲线可视化面板4所生成的曲线可以通过所述曲线调整区5改变曲线特性；
所述FDS曲线可视化面板4所生成的曲线可以通过游标来读取对应点的具体数值；
所述计算控制按键14通过点击可自动估算现场变压器绝缘系状态的相关参数；
与现有技术相比，本发明达到的有益技术效果为：
本发明以XY模型为方法建立起现场测量数据与实验室数据之间的联系，将大量实验室数据整合到程序中形成数据库，利用数据库中的大量曲线与实测值进行比对和拟合，能够自动计算出油纸绝缘设备的含水量。
附图说明
图1为发明本实施例的技术路线示意图；
图2为发明本实施例的软件界面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，为本实施例的技术路线示意图，由于目前对于频域介电谱的研究绝大多数都在实验室中，因此需要依靠有效的模型建立起实验室油纸样品与现场设备之间的联系。XY模型是目前公认有效的变压器油纸绝缘系统状态参量计算模型，本实施例基于XY模型计算原理，首先根据现场测量的变压器主绝缘复电容频域谱和变压器绝缘结构，经过计算得出变压器主绝缘的相对介电常数频域谱，利用XY模型计算公式，由设备的整体绝缘系统频域介电谱推导得出纸板样品的等效介电常数频域谱(T)以及介质损耗tanδ频域谱(T0)，由此，可以通过现场测量谱线得到油浸纸板样品的等效频域介电谱，建立起现场设备与理论计算模型的联系。在得到等效纸板介电图谱之后，依据软件的后台算法，参考实时环境温度，便可通过数据库软件计算得出水分含量以及聚合度。
如图2所示，为本实施例的软件界面结构示意图，包括软件主界面1、程序选项区2、运行控制区3、FDS曲线可视化面板4、曲线调整区5、记录文件导入区6、曲线坐标数据显示框7、设备X参数显示栏8、设备Y参数显示栏9、设备真空电容参数显示栏10、油电导率参数显示栏11、环境温度输入栏12、水分含量估算显示栏13以及计算控制按键14。图2所示的界面中，通过左下方的记录文件导入区6可以导入文件格式为txt格式的现场测量的频域介电谱数据。根据所读取的数据文件，在FDS曲线可视化面板4会生成4条曲线，分别代表实测值和拟合值的介电常数实部ε’及介电常数虚部ε″，所生成的曲线可以通过游标来读取对应点的具体数值，在曲线上移动游标，曲线坐标数据显示框7将显示曲线上游标对应点的具体坐标值。位于FDS曲线可视化面板4右上方的曲线调整区5可以调整曲线的特性。程序主界面右侧是与现场设备相关的特征参数，包括尺寸比例、电容、油电导率、温度和估算水分含量。导入数据后，点击计算控制按键14部分的“自动估算”，程序将通过实测数据与具有可扩展性的后台数据库的比较，自动估算现场变压器绝缘状态的相关参数，最终拟合出与实测曲线最接近的拟合曲线，并将相关参数自动显示于界面右侧的设备X参数显示栏8、设备Y参数显示栏9、设备真空电容参数显示栏10、设备油电导率参数显示栏11、环境温度输入栏12和水分含量估算显示栏13中，通过上述栏目所显示的数据可读出水分含量，同时，FDS曲线可视化面板4中红色的拟合曲线将与白色的实测曲线趋于一致。本实施例中，还可以对上述栏目中的数据进行手动调整，使得曲线拟合程度更加符合预期。在程序根目录data目录下有两个样例文件DEMO.txt可供测试，最终计算所得水分、X参数、Y参数和油电导率等参数作为参考，水分越高表示变压器老化、受潮情况越严重。与定量检测或传统水分含量测试方法相比较而言，本实施例的评估结果仅为参考，在精度上较低，但通过一系列设备数据的特征参数对比，可以通过趋势判断多个设备相比较下绝缘状况的优劣，另外本设备界面简单、操作简便、运行速度快，传统方法，本方法更适合于快速、批量处理并对设备绝缘状况做定性评估。
本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术任一来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种用于评估油纸绝缘设备绝缘状况的数据库系统，包括：
文件导入单元，用于导入可供系统计算的现场频域介电谱数据；
显示单元，用于表征数据输入和计算结果显示；
控制单元，用于完成对所述系统的控制。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：优选的，所述文件导入单元包括记录文件导入区(6)和环境温度输入区(12)，所述记录文件导入区(6)用于将频域介电谱数据导入至所述系统中。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述显示单元包括FDS曲线可视化面板(4)、曲线坐标数据显示框(7)、设备X参数显示栏(8)、设备Y参数显示栏(9)、设备真空电容参数显示栏(10)、设备油电导率参数显示栏(11)以及水分估算结果显示栏(13)。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述控制单元包括程序选项区(2)、运行控制区(3)、曲线调整区(5)以及计算控制按键(14)。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述设备X参数显示栏(8)、设备Y参数显示栏(9)、设备真空电容参数显示栏(10)、设备油电导率参数显示栏(11)、环境温度输入栏(12)和水分含量估算显示栏(13)在所述系统进行自动估算后自动改变为相关数据，同时，所述FDS曲线可视化面板(4)中红色的拟合曲线将与白色的实测曲线趋于一致。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述设备X参数显示栏(8)、设备Y参数显示栏(9)、设备真空电容参数显示栏(10)、设备油电导率参数显示栏(11)、环境温度输入栏(12)和水分含量估算显示栏(13)可进行手动微调。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述记录文件导入区(6)所导入的文件格式为txt格式。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述FDS曲线可视化面板(4)生成的曲线可以通过所述曲线调整区(5)改变曲线特性。
9.根据权利要求3或8所述的系统，其特征在于：所述FDS曲线可视化面板(4)所生成的曲线可以通过游标来读取对应点的具体数值。
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述计算控制按键(14)通过点击可自动估算现场变压器绝缘系状态的相关参数。
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